欧拉函数巨水解

欧拉函数用希腊字母φφφ表示,φ(N)φ(N)φ(N)表示NNN的欧拉函数

通式:

φ(x)=x∏i=1nφ(x)=x\prod_{i=1}^nφ(x)=xi=1n

多种情况:

如果n=1n=1n=1,则 φ(1)=1φ(1) = 1φ(1)=1
如果n是质数,则 φ(n)=n-1 。因为质数与小于它的每一个数,都构成互质关系
如果n是质数的某一个次方,即 n=pkn = p^kn=pk (p为质数,k为大于等于1的整数),则φ(pk)=pk−pk−1φ(p^k)=p^k-p^{k-1}φ(pk)=pkpk1,这是因为只有当一个数不包含质数p,才可能与n互质。
如果n可以分解成两个互质的整数之积,则φ(n)=φ(p1×p2)=φ(p1)×φ(p2)φ(n) = φ(p_1\times p_2) = φ(p_1)\timesφ(p_2)φ(n)=φ(p1×p2)=φ(p1)×φ(p2),可以用中国剩余定理证明
最后就是普遍一点,将n拆成一系列质数的积,然后用以上的最后两种情况的结论就可以证明出通式。

求一个数的欧拉函数板子:
ll eular(ll n)
{
	ll ans=n;
	for(int i=2;i*2<=n;i++)
	{
		if(n%i==0)
		{
			ans=ans/i*(i-1);
			while(n%i==0)  n/=i;
		}
	}
	if(n>1) ans=ans/n*(n-1);
	return ans;
}

void get_eulers(int n)
{
    euler[1] = 1;
    for (int i = 2; i <= n; i ++ )
    {
        if (!st[i])
        {
            primes[cnt ++ ] = i;
            euler[i] = i - 1;
        }
        for (int j = 0; primes[j] <= n / i; j ++ )
        {
            int t = primes[j] * i;
            st[t] = true;
            if (i % primes[j] == 0)
            {
                euler[t] = euler[i] * primes[j];
                break;
            }
            euler[t] = euler[i] * (primes[j] - 1);
        }
    }
}

6性质在这里https://blog.youkuaiyun.com/ydsrwex/article/details/116333847
当然这里也是一个截屏,可以直接在https://www.cnblogs.com/zjp-shadow/p/9267675.html#autoid-3-3-0

### 欧拉函数的数学定义 欧拉函数是一种重要的数论函数,用于描述小于或等于某个正整数 \( n \) 的数中与 \( n \) 互质的数的个数。其符号通常表示为 \( \varphi(n) \)[^1]。 具体来说,如果给定一个正整数 \( n \),则欧拉函数 \( \varphi(n) \) 表示满足条件 \( \gcd(i, n) = 1 \) 的所有正整数 \( i \)(\( 1 \leq i \leq n \))的数量[^2]。 #### 基本性质 1. 如果 \( n = p^k \),其中 \( p \) 是素数且 \( k \geq 1 \),那么 \( \varphi(n) = p^k - p^{k-1} \)[^3]。 2. 若两个正整数 \( n \) 和 \( m \) 互质 (\( \gcd(n, m) = 1 \)),则有 \( \varphi(nm) = \varphi(n) \cdot \varphi(m) \)[^3]。 3. 对于任何正整数 \( n \),可以利用唯一分解定理得到: \[ \varphi(n) = n \prod_{p|n}\left(1 - \frac{1}{p}\right), \] 其中 \( p \) 是 \( n \) 的不同质因数[^4]。 --- ### 编程实现 以下是基于上述公式的 Python 实现: ```python def euler_phi(n): result = n # 初始化结果为 n factor = 2 # 开始寻找因子 while factor * factor <= n: # 只需遍历到 sqrt(n) if n % factor == 0: # 找到了一个因子 while n % factor == 0: # 移除该因子的所有幂次 n //= factor result -= result // factor # 更新结果 factor += 1 if n > 1: # 如果剩下的部分大于 1,则它是一个质因子 result -= result // n return result ``` 此代码通过逐步移除 \( n \) 中所有的质因数并应用公式计算 \( \varphi(n) \)[^5]。 --- ### 示例运行 假设输入 \( n = 10 \): 执行过程如下: 1. 初始状态:`result = 10`, `factor = 2`. 2. 发现 \( 10 \% 2 = 0 \), 将 \( 10 \div 2 = 5 \). 3. 更新 `result`: `result = result - result // 2 = 10 - 5 = 5`. 4. 继续检查下一个可能的因子. 5. 当前剩余值为 \( 5 \). 因为其本身是质数,更新 `result`: `result = result - result // 5 = 5 - 1 = 4`. 最终返回的结果为 \( \varphi(10) = 4 \). ---
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