数论函数
数学术语
数论上,算术函数(或称数论函数)指定义域为正整数陪域复数函数,每个算术函数都可视为复数的序列
简介
数论函数亦称算术函数,一类重要的函数,指定义在正整数集上的实值或复值函数,更一般地,也可把数论函数看做是某一整数集上定义的函数,例如
以正整数为定义域的函数ƒ(n),例如数列{αn}、阶乘n!、幂nλ等都是数论函数。
内容
设n的标准分解式为 。
麦比乌斯函数
易知
式中和号表示d过n的所有因数
欧拉函数φ(n) 表示与 n互素且不超过n的正整数的个数,易证
这里(m,n)=d。1801年,C.F.高斯证明了。关于欧拉函数,有一个迄今尚未解决的猜想:不存在
复合数n使得φ(n)|n-1 。这个猜想是1932年由D.H.莱默尔提出来的。1962年,柯召和孙琦证明了这样的复合数存在,n至少是12 个不同的奇素数的乘积;1980年,G.L.科恩和P.哈吉斯用计算机改进到 n至少是 14 个不同的奇素数的积。
当u≠0时,则有
当u=0时,
σ1(n)=σ(n),正整数n满足σ(n)=2n时,n就叫做完全数
狄利克雷卷积
设ƒ1(n) 和ƒ2(n) 是两个数论函数,则叫做ƒ1(n) 和ƒ2(n) 的狄利克雷卷积,记为ƒ1(n)*ƒ2(n)=ƒ(n) 。显然,ƒ(n)也是一个数论函数,且有
这里ƒ3(n) 也是一个数论函数。狄利克雷卷积是研究数论函数的重要概念。可以证明:全体ƒ(1)≠0 的数论函数ƒ(n) ,对于狄利克雷乘积 * 组成一个阿贝尔群
积性函数
若gcd (m,n)=1 ,有ƒ(mn)=ƒ(m)ƒ(n) ,称数论函数ƒ(n) 为积性函数
若对任意正整数 m、n,有ƒ(mn)=ƒ(m)ƒ(n) ,则称数论函数 ƒ(n) 为完全积性函数,例如μ(n)、φ(n)、σu(n)是积性函数,但不是完全积性函数。曼格尔德特函数 Λ(n) 是非积性函数。
积性函数有下列性质:
①若 ƒ(n) 是一个非恒等于 0 的积性函数,则有 ƒ(1)=1 ;
②若 ƒ1(n) 和 ƒ2(n) 都是积性函数,则 ƒ1(n)*ƒ2(n) 也是积性函数;
③若 ƒ1(n)*ƒ2(n) 和 ƒ2(n) 是积性函数,则 ƒ1(n) 也是积性函数。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 15:28
目录
概述
简介
内容
参考资料