数学--数论--莫比乌斯反演
一、莫比烏斯反演涉及知識
1.莫比烏斯函數
2.莫比烏斯的線性篩法
3.狄利克雷卷積
4.莫比烏斯反演詳解
5.整除法分塊
6.杜教篩
二、μ 莫比烏斯函數定義
μ(n)={1n=1(?1)kn=?P1*P2*P3*...*Pk(其中P是質數)0else其他情況μ(n)=\begin{cases} 1& \text{n=1}\\ (-1)^k& \text{n= P1*P2*P3*...*Pk(其中P是質數)}\\ 0& \text{else其他情況} \end{cases}μ(n)=??????1(?1)k0?n=1n=?P1*P2*P3*...*Pk(其中P是質數)else其他情況?
也就是說如果n有平方質因子的話就為0。
三、莫比烏斯線性篩
int prime[MAXN],prime_tot; bool isprime[MAXN]; int mu[MAXN]; void pre_calc(int limt) {mu[1]=1;for(int i=2;i<=limt;i++){if(!isprime[i]){prime[prime_tot]=i;mu[i]=-1;}for (int j=1;j<prime_tot;j++){if(i*prime[j]>lim) break;isprime[i*prime[j]]= ture;if(i %prime[j]==0) {mu[i*prime[j]]=0;break;}else{mu[i*prime[j]]=-mu[i];}}} }四、狄利克雷卷積
(f*g)(n)=∑d∣nf(d)g(nd)\sum_{d|n}f(d)g( \frac{n}ozvdkddzhkzd)∑d∣n?f(d)g(dn?)
積性函數指對于所有互質的整數a和b有性質f(a*b)=f(a)f(b)的數論函數。
完全積性函數不需要互質既有f(ab)=f(a) * f(b)
歐拉函數φ(n)莫比烏斯函數,關于非平方數的質因子數目μ(n)最大公因子,當k固定的情況gcd(n,k)單位函數Id(n)=n不變函數1(n)=n因子數目d(n)d=1?1因子之和函數σ(n)σ=1?Id因子函數σk(n)冪函數Idk(n)=nk狄利克雷卷積單位元ε=[n==1]當n=1時ε=1其他等于0劉維爾函數λ(n)關于能整除n的質因子的數目歐拉函數 φ(n) \\ 莫比烏斯函數,關于非平方數的質因子數目μ(n) \\ 最大公因子,當k固定的情況 gcd(n,k) \\ 單位函數Id(n)=n\\ 不變函數 1(n) =n\\ 因子數目 d(n) d=1*1\\ 因子之和函數σ(n) σ=1*Id\\ 因子函數 σk(n) \\ 冪函數Idk(n)=n^k\\ 狄利克雷卷積單位元ε=[n==1]\ \ \ \ \ 當n=1時ε=1其他等于0 \\ 劉維爾函數 λ(n) 關于能整除n的質因子的數目歐拉函數φ(n)莫比烏斯函數,關于非平方數的質因子數目μ(n)最大公因子,當k固定的情況gcd(n,k)單位函數Id(n)=n不變函數1(n)=n因子數目d(n)d=1?1因子之和函數σ(n)σ=1?Id因子函數σk(n)冪函數Idk(n)=nk狄利克雷卷積單位元ε=[n==1]?????當n=1時ε=1其他等于0劉維爾函數λ(n)關于能整除n的質因子的數目
定理 μ*1=ε
五、莫比烏斯反演
莫比烏斯反演的公式就在上面,通過好確定的g(n)簡化對f(n) 的 求解就是莫比烏斯反演的精髓,而狄利克雷卷積就是到處這個公式(即證明的主要方法)
總結
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