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欧拉函数怎么算 求和 证明

2024-10-22 19:50:58 作者:石家庄人才网

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欧拉函数,用φ(n)表示,表示小于等于n的正整数中与n互质的数的个数。例如,φ(6) = 2,因为1和5与6互质。

那么,如何计算欧拉函数呢?

1. 利用定义计算

对于较小的n,我们可以直接根据定义计算。例如,要计算φ(12),我们列出1到12的所有正整数:1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12。然后,我们找出与12互质的数:1, 5, 7, 11。因此,φ(12) = 4。

2. 利用欧拉函数的性质计算

欧拉函数怎么算 求和 证明

欧拉函数具有以下性质,可以帮助我们更快速地计算:

性质1: 如果p是素数,则φ(p) = p - 1。○ 性质2: 如果p是素数,且k是正整数,则φ(p^k) = p^k - p^(k-1)。○ 性质3: 如果m和n互质,则φ(m ○ n) = φ(m) ○ φ(n)。

利用这些性质,我们可以将一个数分解质因数,然后分别计算每个质因数的欧拉函数值,最后相乘得到结果。例如,要计算φ(12),我们可以先将12分解质因数:12 = 2^2 ○ 3。然后,利用性质2,我们得到φ(2^2) = 2^2 - 2 = 2,φ(3) = 3 - 1 = 2。最后,利用性质3,我们得到φ(12) = φ(2^2) ○ φ(3) = 2 ○ 2 = 4。

欧拉函数的求和

欧拉函数的求和问题是指,对于给定的正整数n,求解Σφ(i) (1 ≤ i ≤ n)。直接利用欧拉函数的定义计算效率较低,可以使用线性筛法在O(n)的时间复杂度内求解。

欧拉函数的证明

欧拉函数的性质可以通过数学归纳法和中国剩余定理等方法证明。例如,性质3的证明可以使用中国剩余定理,将与m ○ n互质的数的个数与分别与m和n互质的数的个数建立联系。石家庄人才网小编在这里就不再赘述。

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