自变量互质的前缀和函数分析

有这样一类问题,他们的形式常常是这个样子

i=1nf(i)[gcd(i,j)=1]

我们来对他进行变形

i=1nf(i)[gcd(i,j)=1]=i=1nf(i)e(gcd(i,j))=i=1nf(i)(μ1)(gcd(i,j)=i=1nf(i)d|gcd(i,j)μ(d)=i=1nf(i)d|i,d|jμ(d)=d|jμ(d)d|i,1<=i<=nf(i)=d|jμ(d)i=1ndf(id)

如果f(i)=1

i=1n[gcd(i,j)=1]=d|jμ(d)nd ## 更加特殊的 如果j=n

i=1n[gcd(i,n)=1]=d|jμ(d)nd=(μid)(n)=ϕ(n)

如果f(i)=i

i=1ni[gcd(i,j)=1]=d|jμ(d)i=1ndid=d|jμ(d)dnd(nd+1)2 ## 更加特殊的 如果j=n

i=1ni[gcd(i,n)=1]=d|nμ(d)dnd(nd+1)2=n2d|nμ(d)(nd+1)=n2(d|nμ(d)nd+d|nμ(d))=n2(ϕ(n)+e(n))

总结

$ i=1nf(i)[gcd(i,j)=1]=d|jμ(d)i=1ndf(id)i=1n[gcd(i,j)=1]=d|jμ(d)ndi=1n[gcd(i,n)=1]=ϕ(n)i=1ni[gcd(i,j)=1]=d|jμ(d)dnd(nd+1)2i=1ni[gcd(i,n)=1]=n2(ϕ(n)+e(n))

$