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约数个数公式和欧拉函数公式

作者:野牛程序员:2023-06-15 19:56:51数论阅读 3482

当涉及到数论中的约数和欧拉函数时,有两个常用的公式可以用来计算它们:约数个数公式和欧拉函数公式。

  1. 约数个数公式: 约数个数公式用于计算一个正整数的约数个数。如果我们将一个正整数表示为其素因数分解形式,例如 N = p₁^a₁ * p₂^a₂ * p₃^a₃ * ... * pₙ^aₙ,其中 p₁, p₂, ..., pₙ 是不同的质数,a₁, a₂, ..., aₙ 是它们的指数,那么这个整数 N 的约数个数可以通过以下公式计算得到:

    约数个数 = (a₁ + 1) * (a₂ + 1) * (a₃ + 1) * ... * (aₙ + 1)

换句话说,我们可以将每个质数的指数增加1并相乘,以获得约数的总数。

例如,考虑数字 N = 24。它的素因数分解形式是 N = 2^3 * 3^1。根据约数个数公式,我们可以计算约数的数量为 (3 + 1) * (1 + 1) = 4 * 2 = 8。因此,数字 24 具有8个约数。

  1. 欧拉函数公式: 欧拉函数(Euler's totient function),通常用符号 φ(n) 表示,用于计算小于或等于正整数 n 的与 n 互质的正整数的数量。欧拉函数公式如下:

    φ(n) = n * (1 - 1/p₁) * (1 - 1/p₂) * ... * (1 - 1/pₙ)

其中 p₁, p₂, ..., pₙ 是 n 的不同质因数。换句话说,我们将 n 的每个质因数减去其倒数并相乘,以计算与 n 互质的正整数的数量。

例如,考虑数字 n = 10。它的质因数是 2 和 5。根据欧拉函数公式,我们可以计算 φ(10) = 10 * (1 - 1/2) * (1 - 1/5) = 10 * 1/2 * 4/5 = 4。因此,小于或等于 10 且与 10 互质的正整数的数量为 4。

这些公式对于解决与约数和互质有关的数论问题非常有用。


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