莫比乌斯函数

由欧拉函数过来

莫比乌斯函数的定义,设 n 是一个合数,p1 是 n 的最小质因子,

n′=np1,有:

μ(n)={0n′modp1=0−μ(n′)otherwise

若 n 是质数,有 μ(n)=−1。

即:

μ(n)={1n=10n含相同质因子(−1)ss=不同质因子的个数
前置

定义狄利克雷卷积:

f(n),g(n) 是积性函数, (f×g)(n)=∑d|nf(d)g(nd)=∑d|nf(nd)g(n)

符合交换律,结合律,分配律

三个常用函数:

  • 元函数:ϵ(n)=[n=1]
  • 常数函数:1(n)=1
  • 恒等函数:id(n)=n

有: f∗ϵ=f,f∗1≠f

常用卷积关系:

  • ∑d|nμ(d)=[n=1]↔μ∗1=ϵ
  • ∑d|nφ(d)=n↔φ∗1=id
  • ∑d|nμ(d)nd=φ(n)↔μ∗id=φ

莫比乌斯反演

f(n)=∑d|ng(d)↔g(n)=∑d|nμ(d)f(nd)

f(n),g(n) 均为积性函数,f(n) 称为 g(n) 的莫比乌斯变换,g(n) 称为 f(n) 的莫比乌斯逆变换

练习