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欧拉函数

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數論,對正整數n歐拉函數\varphi(n)是少於或等於n的數中與n互質的數的數目。此函數以其首名研究者歐拉命名,它又稱為Euler's totient function、φ函數、歐拉商數等。

例如\varphi(8)=4,因為1,3,5,7均和8互質。

從歐拉函數引伸出來在環論方面的事實和拉格朗日定理構成了歐拉定理的證明。

[编辑] φ函數的值

\varphi(1)=1(唯一和1互質的數就是1本身)。

n質數pk\varphi(n)=p^k-p^{k-1}=(p-1)p^{k-1},因為除了p倍數外,其他數都跟n互質。

歐拉函數是積性函數——若m,n互質,\varphi(mn)=\varphi(m)\varphi(n)。證明:設A, B, C是跟m, n, mn互質的數的集,據中國剩餘定理A \times BC可建立雙射(一一對應)的關係。因此\varphi(n)的值使用算術基本定理便知,

n = \prod_{p\mid n} p^{\alpha_p}
\varphi(n) = \prod_{p\mid n} p^{\alpha_p-1}(p-1) = n\prod_{p|n}\left(1-\frac{1}{p}\right)

例如\varphi(72)=\varphi(2^3\times3^2)=2^{3-1}(2-1)\times3^{2-1}(3-1)=2^2\times1\times3\times2=24

[编辑] 与欧拉定理、費馬小定理的關係

對任何兩個互質的正整數a, mm\ge2,有

a^{\varphi(m)} \equiv 1 \pmod m

欧拉定理


m是質數p時,此式則為:

a^{p-1} \equiv 1 \pmod p

費馬小定理

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