数论函数

前置知识:\(\varphi(n),\mu(n),I(n)=1,\varepsilon(n)=[n=1],id(n)=n\),积性函数。

狄利克雷卷积

数论函数 \(f,g\) 的狄利克雷卷积 \(f*g\) 定义如下:

\[(f*g)(n)=\sum_{d|n}f(d)g\left(\frac nd\right) \]

卷积有交换律,结合律,分配律。

三个重要恒等式:

  • \(\mu*I=\varepsilon\)
  • \(\varphi*I=id\)
  • \(\mu*id=\varphi\)

\(\varepsilon\) 是数论函数中的单位元。

莫比乌斯反演

定理:若 \(g=f*I\),则 \(f=\mu*g\)。证明:

\[g=f*I\Rightarrow \mu*g=f*I*\mu=f*\varepsilon=f \]

求和变形

技巧:

  1. 增加枚举变量。
  2. 交换枚举变量。
  3. 删除无用变量。
  4. 换元。

数论函数

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