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默比烏斯函數

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默比烏斯函數,也稱為莫比烏斯函數、繆比烏斯函數,數論函數,由德國數學家和天文學家默比烏斯(August Ferdinand Möbius ,1790–1868)提出。梅滕斯(Mertens)首先使用μ(n)作為莫比烏斯函數的記號,故也被稱為梅滕斯函數。默比烏斯函數在數論中有着廣泛應用。
中文名
默比烏斯函數
外文名
Mo&4&bius function
領    域
數理科學
別    名
莫比烏斯函數;繆比烏斯函數

默比烏斯函數定義

默比烏斯函數繆比烏斯函數是指以下的函數 [1] 
無平方數因數,且
有大於
的平方數因數。
μ(n)的首25個值(OEIS中的數列A008683):1, −1, −1, 0, −1, 1, −1, 0, 0, 1, −1, 0, −1, 1, 1, 0, −1, 0, −1, 0, 1, 1, −1, 0, 0, ...
圖1.μ的首50個值 圖1.μ的首50個值
μ(n) ——默比烏斯函數,關於非平方數的質因子數目。
莫比烏斯函數完整定義的通俗表達:
1)莫比烏斯函數μ(n)的定義域是N;
2)μ(1)=1;
3)當n存在平方因子時,μ(n)=0;
4)當n是素數或奇數個不同素數之積時,μ(n)=-1;
5)當n是偶數個不同素數之積時,μ(n)=1。

默比烏斯函數性質

默比烏斯函數性質1

證明:
①當 n=1時顯然;
②當n
0時,將n分解可以得到
在n的所有因子中,
值不為零的只有所有質因子次數都為1的因子,其中質因數個數為r個的因子有
那麼顯然有:

默比烏斯函數性質2

對任意正整數n有:
證明:
只需要令
,代入莫比烏斯反演的公式即可

默比烏斯函數與其他函數的關係

默比烏斯函數1.梅滕斯函數

莫比烏斯函數的求和函數,被稱為梅滕斯函數

默比烏斯函數2.生成函數

莫比烏斯函數有多個生成函數,其中一個與黎曼的ζ(s)有關:

默比烏斯函數3.無窮級函數

以下是關於莫比烏斯函數的一些無窮級數 [2] 
1)
2)
3)

默比烏斯函數相關知識

參考資料
  • 1.    [1]陳難先. 組合論方法導出莫比烏斯函數與莫比烏斯反演定理[J]. 科學通報,1992,20:1843-1847.
  • 2.    [2]Marc Deléglise, Joöl Rivat. Computing the Summation of the Möbius Function.. Experiment. Math. 1996, 2: 291–295