前言
最近在学习一些玄学的数学知识(如莫比乌斯反演和杜教筛)时,我发现自己对于一些数学的理论知识了解得还不够多(不像(XRY)奆佬一样初一就把大学数学学完了),于是决定好好去学习一下这面的知识。
例如关于积性函数的知识,就是比较重要的一块内容。
定义
什么是积性函数?
其实它的定义还是很好理解的:若对于一个数论函数(f(x)),已知(f(x)=1),且对于任意互质的正整数(p,q)都满足(f(pq)=f(p)f(q)),则称该函数(f(x))为一个积性函数。
这么说来,貌似我们比较常用的如(phi(n))和(mu(n))等函数似乎都属于积性函数。
实际上,我们平时常见的一些数论函数实际上都属于积性函数!
由此可见积性函数之重要性。
常见种类
下面我们介绍一些比较常见的积性函数:
欧拉函数:(phi(n))
该函数表示的是不大于(n)且与(n)互质的数的个数。
表达式:(phi(n)=sum_{i=1}^n[gcd(n,i)==1])
莫比乌斯函数:(mu(n))
关于它可以去看看这一篇博客:初学莫比乌斯反演。
约数个数:(d(n))
表达式:(d(n)=sum_{i|n} 1)
约数和函数:(sigma(n))
表达式:(sigma(n)=sum_{i|n}i)
一些完全积性函数
下面介绍一些比较简单、但是用处很大的完全积性函数。(关于它们的用处可以参考博客初学狄利克雷卷积)
对了,首先要讲一讲什么是完全积性函数。
上面在积性函数的定义中提到,对于任意互质的正整数(p,q)满足(f(pq)=f(p)f(q))的函数是积性函数,而把"互质"这个条件去掉,得到的函数就是完全积性函数。
常见的完全积性函数有一下几个:
元函数:(e(n))
表达式:(e(n)=[n==1])
(不知道是否有人跟我一样想到了莫比乌斯函数的某个性质:(sum_{d|n}mu(d)=[n==1]))
恒等函数:(I(n))
表达式:(I(n)=1)
单位函数:(id(n))
表达式:(id(n)=n)
后记
关于积性函数的一些知识差不多就是这些了。
关于更多的内容,可以去看一下另一篇博客:初学狄利克雷卷积,里面也涉及到一些与积性函数相关的内容。