数论小记

人老了,记性就不好,这个文章主要是整理一些定理,方便后面复习。没有证明。

常见的积性函数

单位函数

\[\epsilon(n)=[n=1]\]

欧拉函数

\[\varphi(n)=n\sum(1-\frac{1}{p_i})\]

表示小于等于n的数字中与n互质的数字个数。

莫比乌斯函数

\[\mu(x)=\begin{cases}1 &(x=1)\\ (-1)^k & x=p_1p_2...p_k\\ 0 & else\end{cases}\]

正因子数

\[d(n)=\sum\limits_{i|n}1\]

因子函数

\[\sigma_k(n)=\sum\limits_{d|n}d^k\]

易知\(\sigma_0(n)=d(n)\)
\(\sigma_1(n)\)一般记作\(\sigma(n)\)

常值函数

\[1(n)=1\]

幂函数

\[Id_k(n)=n^k\]

特别的,\(Id_1(n)\)常记作\(Id(n)\)

狄利克雷卷积

对于两个数论函数\(f\)\(g\)

\[f*g(n)=\sum\limits_{d|n}f(d)g(\frac{n}{d})\]

其中*为狄利克雷卷积的运算符号。如果f和g为积性函数,那么\(f*g\)也为积性函数。

性质

1.对于任意的数论函数f有
\[f*\epsilon=f\]

2.\[Id = 1*\varphi\]

3.\[\epsilon=1*\mu\]

4.\[\sigma_k=1*Id_k\]

莫比乌斯反演

如果\(g=f*1\)

那么有\(f=f*\epsilon=f*1*\mu=g*\mu\)

莫比乌斯反演常用卷积:\(\mu*1=\epsilon,Id=1*\varphi\)

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