定义:
欧拉函数(记为 \(\phi(n)\)),表示的是一个数 \(n\) 与小于等于它的数中有多少个满足 \(\gcd(n, x) = 1\) ,即为互质。
计算公式:
- \(\phi(n) = n \cdot \prod_{i = 1}^{cntn}(1 - p_i)\) (其中 \(p_i\) 是 \(n\) 的质因子).
性质:
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性质一: 欧拉函数是积性函数,即对于满足 \(\gcd(a,b) = 1\) 的 \((a, b)\) 有 \(\phi(a \cdot b) = \phi(a) \cdot \phi(b)\).
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性质二: \(\phi(a \cdot b)\) = \(\phi(a) \cdot \phi(b) \cdot \frac{d}{\phi(d)} (d = gcd(a,b))\).
注:本式子十分重要,对于 \(\phi\) 里面出现乘积的情况常常用此式子进行拆分。
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性质三: 若 \(n\) 为质数,\(\phi(n) = n - 1\).
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性质四: \(n = \sum_{d | n} \phi(d)\).
这里给出简单证明:
考虑枚举 \([1,n]\) 中 \(gcd(i, n) = d\) 的个数,显然有 \(\phi(\frac{n}{i})\) 个,把它们全部加起来即为 \([1,n]\) 中的数的数量,就是 \(n\)。
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性质五: 对于 \(d|n\) 且 \(d\) 为质数,有 \(\phi(n \cdot d) = d \cdot \phi(n)\), 对于 \(d \nmid n\)且 \(d\) 是质数,有 \(\phi(n \cdot d) = (d - 1) \cdot \phi(n)\) .
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性质六: 对于一个数 \(i\),小于 \(i\) 且与 \(i\) 互质的数的和为 \(\phi(i) \times i / 2\)