1편 : http://drugstoreoftamref.tistory.com/15
Qkffl Qkffl dmdkdkdkdkdkd
D12. (Completely) Multiplicative Function
MF : f s.t. f(mn)=f(m)f(n) ∀m,n s.t. gcd(m,n)=1
CMF : f s.t. f(mn)=f(m)f(n) ∀m,n
* 앞으로 MF들의 집합을 M으로, CMF들의 집합을 CM으로 denote.
C12-1. f∈M⇒f(1)=1
T13. f∈M ⇔f(k=1∏ωpkek)=k=1∏ωf(pkek)⋯(1)
When f∈M,f∈CM⇔f(px)=f(p)x⋯(2)
pf) Trivial.■
T14.
f,g∈M⇒f∗g∈M
pf)
let) m,n∈N s.t. gcd(m,n)=1
(f∗g)(m)⋅(f∗g)(n)
=(∑x∣mf(x)g(xm))⋅(∑y∣nf(y)g(yn))
=∑xy∣mnf(x)g(xm)f(y)g(yn)(∵gcd(x,y)=1)
=∑xy∣mnf(x)f(y)g(xm)g(yn)
=∑z∣mnf(z)g(zmn)
=(f∗g)(mn) ■
cf) f,g∈CM⇒ f∗g∈CM
ex) σ=u∗N∈/ CM
T15. f,f∗g∈M⇒g∈M
proof by contradiction)
g(1)=1 (∵f(1)=(f∗g)(1)=1)
let) x be the minimal value s.t. ∃a∣x s.t. gcd(a,x/a)=1∧g(x)=g(a)g(x/a)
(즉, MF의 성질이 성립하지 않는 최솟값 가정)
(f∗g)(x)=(f∗g)(a)⋅(f∗g)(x/a).contradiction.■
C15-1. f∈M⇒f−1∈M
pf) f,I(=f∗f−1) ∈M.■
T16. When f∈M,f∈CM⇔f−1=μ⋅f
⇒)
f∗(μf)(n)
=∑d∣nf(d)μ(d)f(dn)
=∑d∣nf(n)μ(d)(∵f∈CM)
=f(n)⋅∑d∣nμ(d)
=f(n)I(n)=I(n) ■
⇐)
claim) f(pk)=f(p)f(pk−1) (이후는 T13)
(f∗f−1)(pk)=f(pk)+f(p)μ(p)f(pk−1)=0 for ∀k>0
∴f(pk)−f(p)f(pk−1)=0 ■
E16-1. (Inversion of Euler Totient Function)
ϕ−1=(μ∗N)−1
=μ−1∗N−1
=u∗(μN) (∵N∈CM)
=∑d∣ndμ(d)
=∏p∣n(1−p) ■
T17. (E16-1에서 의식의 흐름)
When f∈M,d∣n∑μ(d)f(d)=p∣n∏(1−f(p))
pf) 자명.
D18. Liouville's Function
n=i=1∏ωpiei⇒λ(n):=(−1)e1+⋯eω
P18-1. λ∈CM
P18-2. d∣n∑λ(d)={10(n : square)otherwise
pf) λ(d)=−λ(n/d)(n : square)
λ(pk⋅x)=−λ(pe−k⋅x)(e : odd) ■
P18-3. λ−1(n)=∣μ(n)∣
pf) λ−1(n)=λ(n)μ(n)=∣μ(n)∣ ■
D19. Divisors Function
σk =u∗Nk
P19-1. σk∈M
P19-2. σk−1= u−1 ∗Nk−1=μ∗(μ⋅Nk)=d∣n∑μ(d)μ(dn)dk
다음 포스팅에서 CH2 마무리.