莫比烏斯反演 二 莫比烏斯反演定理

2022-05-16 07:45:52 字數 830 閱讀 4041

首先設兩個任意函式f(x)和f(x), 定義運算:

\[f(x)=\sum _ f(d)

\]這時就可以用f(x)表示f(x):

\[f(1)=f(1)\\

f(2)=f(1)+f(2)\\

f(3)=f(3)+f(1)\\

f(4)=f(4)+f(2)+f(1)\\

f(5)=f(5)+f(1) \\

f(6)=f(6)+f(3)+f(2)+f(1)\\

......

\]這時可以試著用f(x)表示f(x):

\[f(1)=f(1)\\

f(2)=f(2)-f(1)=f(1)\\

f(3)=f(3)-f(1)=f(3)-f(1)\\

f(4)=f(4)-f(2)-f(1)=f(4)-f(2)\\

f(5)=f(5)-f(1)=f(5)-f(1)\\

f(6)=f(6)-f(3)-f(2)-f(1)=f(6)-f(3)-f(2)+f(1)\\

......

\]這裡總結出幾個推論: 設質數p, 則可以寫出f(x)函式表示f(p)的公式

\[\because f(p)=f(1)+f(p)\\f(p^2)=f(1)+f(p)+f(p^2)\\\therefore f(p)=f(p^2)-f(p)

\]其餘情況下, 對任意數n, f(n)是由其因數的f(x)函式, 都是由n的因數的f(x)函式值加減得到的, 對於每一項的正負, 和

\[\because \mu(p^2)=0 \\f(p)=f(p^2)-f(1)\\\therefore f(n)=\sum _ \mu(d)f(\frac nd)

\]這便是莫比烏斯反演定理.

莫比烏斯反演

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