每当我们提出一个概念,我们都需要考察它的性质,对可能的例子进行分类。数论函数中有着很重要的两大类——积性函数和加性函数。最基本的数论函数基本都可以归为这两类。由于积性函数和加性函数之间存在着简单的转化关系,而积性函数更方便我们处理,因此积性函数相比下要重要得多。
例 1 除数函数的积性
我们很容易算出除数函数 $d(n)$ 当 $n$ 从 $1$ 到 $20$ 的值,分别是 1,2,2,3,1,4,2,4,3,4,2,6,2,4,4,5,2,6,2,6.
可以发现这些恒等式:
\begin{equation}
d(6)=d(2)d(3),d(12)=d(3)d(4),d(17)=d(1)d(17),\cdots~
\end{equation}
你可能会猜测
\begin{equation}
d(xy)=d(x)d(y)~,
\end{equation}
但是:
\begin{equation}
d(4)\neq d(2)d(2),d(12)\neq d(2)d(6), \cdots~
\end{equation}
实际上,上面的猜测中 $x,y$ 互素时才成立。这可以通过 $d(n)$ 的下列计算式说明:
\begin{equation}
d(n)=\prod\limits_{p^{\alpha\!\:_p}\| n}(1+\alpha_p)~.
\end{equation}
其中 $p^{k_p}\| n$ 表示 $n$ 的质因数分解中 $p$ 的指标为 $k_p$。该式可由唯一分解和乘法原理很快得到。
例 2
$I(n),u(n),e(n),d(n),\sigma(n),\mu(n),\varphi(n),\lambda(n)$ 都是积性的。
例 3
$I(n),u(n),e(n),\lambda(n)$ 都是完全积性的。
致读者: 小时百科一直以来坚持所有内容免费无广告,这导致我们处于严重的亏损状态。 长此以往很可能会最终导致我们不得不选择大量广告以及内容付费等。 因此,我们请求广大读者
热心打赏 ,使网站得以健康发展。 如果看到这条信息的每位读者能慷慨打赏 20 元,我们一周就能脱离亏损, 并在接下来的一年里向所有读者继续免费提供优质内容。 但遗憾的是只有不到 1% 的读者愿意捐款, 他们的付出帮助了 99% 的读者免费获取知识, 我们在此表示感谢。