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杜教筛

约定

  1. 除非特别指明,p 都代表质数
  2. \(\mathbb P\) 代表质数集合

1. 积性函数

积性函数

  1. 算术函数/数论函数:定义在所有正整数上的函数
  2. 积性函数/乘性函数:算术函数 f 满足对于所有 \(p,q\in N,(p,q)=1\),有 \(f(pq)=f(p)f(q)\),那么 f 称为积性函数
  3. 完全积性函数:算术函数 f 满足对于所有 \(p,q\in N\),有 \(f(pq)=f(p)f(q)\),那么 f 称为完全积性函数

定理

若 f 是积性函数,那么 f 的和函数 \(F(n)=\sum\limits_{d|n}f(d)\) 也是积性函数

积性函数的基本问题

  1. (一次或多次)计算第 i 项
  2. 前缀和 \(\sum\limits_{i=1}^nf(i)\)

常见积性函数

  1. 恒等函数:\(I(n)=1\)
  2. 单位函数:\(\text{id}(n)=n\)
  3. 幂函数:\(I_k(n)=n^k\)
  4. 元函数:\(\epsilon(n)=\begin{cases}1&n=1\\0&n>1\end{cases}=[n=1]\)
  5. 因子和函数:\(\sigma(n)=\sum\limits_{d|n}d\)
  6. 约数个数:\(\tau(n)=\sum\limits_{d|n}1\)