欧拉函数
定义:若
则称a,b互质。gcd(a,b,c)称为a,b,c互质,而
称为两两互质。例如2,3,4互质但是不是两两互质。
欧拉函数
1~N中与N互质的数的个数被称为欧拉函数,记为。
欧拉函数的计算方法是对N分解
对N个数,排除以p为质因子的数,得到的就是欧拉函数。
int varphi(int n){ int ans=n; for(int i=2;i<=n/i;i++){ if(n%i==0){ ans = ans/i*(i-1); while(n%i==0&&n!=0)n/=i; } } if(n>1)ans = ans/n*(n-1); return ans;}欧拉函数的性质
性质1:,1~n中与n互质的数的和为
性质2:若a,b互质,则
证实性质1:gcd(n,x) = gcd(n,n-x),所以与n互质的数是成对出现的分别为x和n-x平均值是一共有
个。
证实性质2:根据求欧拉函数的公式,直接带入等式。等式左右两边相等。
下面这个定义是积性函数的定义。
定义:假如当a,b互质时,有f(ab) = f(a)*f(b),那么称函数f为积性函数。
性质3欧拉函数满足,积性函数也满足。
性质3:若f是积性函数,且在算数基本定理中,则
性质4:设p为质数,若且
则
性质5:设p为质数,若但
则
性质6:
证实:首先看性质3直接代入求欧拉函数的公式就可,等式两边相等。
性质4,n/p包含质数p,n与n/p的质因数集合相同。求欧拉函数的公式中,只有N不同。从而可以推出关系。
性质5,n/p不包含质数p,n包含质数p。求欧拉函数的公式中,N不同,并且n/p比n少乘了一个
性质6:首先证实是积性函数。
令f代表这个公式。
n与m互质,证实了f是积性函数。对于单个因而来说,
因而对于整个n分解为几个而后使用积性函数性质求出f(n)。
利用埃筛计算欧拉函数的公式
埃筛会将每个合数被他不同的质因数筛一次。例如12被2和3筛。而欧拉函数需要被每个不同质因数p,乘一次。修改代码的筛法,从标记合数,变为对欧拉函数执行乘法。
有更好用的线筛,埃筛一般用不到。
利用线筛计算欧拉函数
线筛每个数只会被他的最小质因数筛一次。考虑i假如说明p不是i最小的质因数,根据性质5 phi[i*p] = phi[i]*(p-1)。假如
说明p是i最小的质因数,phi[i*p]=phi[i]*p
bool v[100010];int phi[100010];vector<int> a;void euler(int n){ phi[1]=1; for(int i = 2;i<=n;i++){ if(v[i]==0)a.push_back(i),phi[i]=i-1; for(int j = 0;i*a[j]<=n;j++){ phi[i*a[j]] = phi[i]*(a[j]-1); v[i*a[j]]=1; if(i%a[j]==0){ phi[i*a[j]] = phi[i]*a[j]; break; } } }}总结
求欧拉函数可以使用试除法求出N的每个质因数,顺便求出N的欧拉函数值。
使用线筛的时间求出1~N欧拉函数的值。