Möbius
莫比乌斯函数
定义
设 n=p1k1⋅p2k2⋅⋯⋅pmkm,
其中 pi 为素数,则
μ(n)=⎩⎨⎧1(−1)m0n=1∏i=1mki=1otherwise
上述式子第二行的条件即每个素因子的次数都为 1,
易知有平方因子的数的莫比乌斯函数值为 0.
性质
性质一
莫比乌斯函数是积性函数.
μ(a)μ(b)=μ(a⋅b),a⊥b
其中 a⊥b 表示 gcd(a,b)=1,即 a,b 互质.
性质二
d∣n∑μ(d)=[n=1]
其中 [n=1] 表示当 n=1 时为 1,否则为 0.
性质三
d∣n∑dμ(d)=nφ(n)
线性筛
(此代码待整理)
void sieve() {
fill(isPrime, isPrime + maxn, 1);
mu[1] = 1, num = 0;
for (int i = 2; i < maxn; ++i) {
if (isPrime[i]) primes[num++] = i, mu[i] = -1;
static int d;
for (int j = 0; j < num && (d = i * primes[j]) < maxn; ++j) {
isPrime[d] = false;
if (i % primes[j] == 0) {
mu[d] = 0;
break;
} else mu[d] = -mu[i];
}
}
}
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莫比乌斯反演
定理
如果对于数论函数 F(n) 和 f(n),有
F(n)=d∣n∑f(d)
那么
f(n)=d∣n∑μ(d)F(dn)=d∣n∑μ(dn)F(d)
证明
d∣n∑μ(d)F(dn)=d∣n∑⎣⎡μ(d)i∣dn∑f(i)⎦⎤
其中 d 是 n 的因子,i 是 n 除 d 以外的因子,
于是上式也等于
d∣n∑⎣⎡f(d)i∣dn∑μ(i)⎦⎤性质2f(n)
由性质2,当且仅当 n/d=1 时关于 μ 的和式不为零.
另一种表述
F(n)=n∣d∑f(d)⇒f(n)=n∣d∑μ(nd)F(d)
变形
f(i)=d=1∑⌊in⌋g(d⋅i)⇒g(i)=d=1∑⌊in⌋μ(d)f(d⋅i)
应用
其他技巧
如果 d(n) 为 n 的约数个数,则
d(nm)=i∣n∑j∣m∑[gcd(i,j)=1]
Last Updated: 8/18/2018, 2:32:44 PM