数学公式杂记

写在前面

收录了一些比较杂的定理性质啥玩意的

等比数列

对于所有项,均满足 (frac{a_i}{a_{i - 1}} = q),其中 (q) 是等比

(n) 项的值:(a_n = a_1 imes q^{n - 1})

(n) 项的和:(sum_{i = 1}^{n}a_i = frac{a_1 imes (1 - q^n)}{1 - q})

如果在模 (m) 的意义下,可以利用费马小定理求出 (1-q) 的逆元来做

素数唯一分解定理

任意一个数 (x) ,均能分解成几个素数的乘积,如果不计顺序,分解方式是唯一的

设每一个素数为 (p_i),则有

[x = prod_{i = 1}^{k}p_i^{a_i} ]

其中 (k) 表示一共分解为 (k) 个素数,(a_i) 表示第 (i) 个素数出现次数

约数个数定理

对于任意一个数 (x) ,它的约数个数为

[num = prod_{i = 1}^{k}(a_i + 1) ]

证明

对于每个质因子都有 (a_i + 1) 中选择方式,根据乘法原理将所有质因子的选择方式乘起来即可

约数和定理

对于任意一个数 (n) ,它的所有约数的和为

[S = prod_{i = 1}^{k}(sum_{j = 0}^{a_i}p_j) ]

证明(或者是一种理解方式?)

我们知道每个质因子都有 (a_i + 1) 中选择方式,考虑构造一个生成函数 (F(n))

那么第 (i) 项为 ((p_i^0 + p_i^1 + ... + p_i^{a_i - 1} + p_i^{a_i}) = sum_{j = 0}^{a_i}p_i^j)

考虑生成函数的形式,

[F(n) = sum_{j = 0}^{a_0}p_0^j imes sum_{j = 0}^{a_1}p_1^j imes ... imes sum_{j = 0}^{a_{k - 1}}p_{k - 1}^j imes sum_{j = 0}^{a_k}p_k^j ]

即可得到上面的约数和定理

如果把 (F(x)) 展开的话,每一项恰好是一个约数,求和恰好是答案

优化

发现后面的 (sum_{j = 0}^{a_i}p_i^j) 是一个等比数列形式,考虑化简一下,变成

[S = prod_{i = 1}^{k}(frac{p_i^{k+1} - 1}{p_i - 1}) ]

原文地址:https://www.cnblogs.com/Silymtics/p/14645727.html