歐拉函數

歐拉函數

以萊昂哈德歐拉研究命名的函數
在數論,對正整數n,歐拉函數是少于或等于n的數中與n互質的數的數目。此函數以其首名研究者歐拉命名,它又稱為Euler's totient function、φ函數、歐拉商數等。例如φ(8)=4,因為1,3,5,7均和8互質。從歐拉函數引伸出來在環論方面的事實和拉格朗日定理構成了歐拉定理的證明。[1]
  • 中文名:歐拉函數
  • 外文名:
  • 别名:
  • 表達式:
  • 提出者:萊昂哈德歐拉
  • 适用領域:
  • 第一條:簡介
  • 第二條:證明
  • 第三條:編程實現

簡介

φ函數的值通式:φ(x)=x(1-1/p1)(1-1/p2)(1-1/p3)(1-1/p4)…..(1-1/pn),其中p1,p2……pn為x的所有質因數,x是不為0的整數。φ(1)=1(唯一和1互質的數(小于等于1)就是1本身)。(注意:每種質因數隻一個。比如12=2*2*3那麼φ(12)=12*(1-1/2)*(1-1/3)=4

若n是質數p的k次幂,φ(n)=p^k-p^(k-1)=(p-1)p^(k-1),因為除了p的倍數外,其他數都跟n互質。

設n為正整數,以φ(n)表示不超過n且與n互

素的正整數的個數,稱為n的歐拉函數值,這裡函數

φ:N→N,n→φ(n)稱為歐拉函數。

歐拉函數是積性函數——若m,n互質,φ(mn)=φ(m)φ(n)。

特殊性質:當n為奇數時,φ(2n)=φ(n),證明與上述類似。

若n為質數則φ(n)=n-1。

編程實現

利用歐拉函數和它本身不同質因數的關系,用篩法計算出某個範圍内所有數的歐拉函數值。

歐拉函數和它本身不同質因數的關系:歐拉函數ψ(N)=N{∏p|N}(1-1/p)亦即:ψ(N)=(P是數N的質因數)

如:

ψ(10)=10×(1-1/2)×(1-1/5)=4;

ψ(30)=30×(1-1/2)×(1-1/3)×(1-1/5)=8;

ψ(49)=49×(1-1/7)==42。

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