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例題260 互いに素な自然数の個数
を自然数とする.m≦nでmとnが互いに素である自然数mの個数
をf(n) とするとき、 次の問いに答えよ.
(1) f (15) を求めよ.
(2) f (pg) を求めよ.ただし, p, g は異なる素数とする.
(3) f(p) を求めよ.ただし、pは素数, kは自然数とする. (名古屋大・改)
考え方 (1) 「m≦nでmとnが互いに素である自然数mの個数をf(n) とする」とはどう
いうことかを(1) の f (15) をもとにして考えてみる.
f(15) はn=15 の場合であるから,
☆「m≦15 でmと15が互いに素である自然数mの個数は (15)
となる。 つまり, (1)を言い換えると次のようになる.
合
(1) 15=3.5 であるから, 15と互いに素でない自然数,
すなわち, 3の倍数または5の倍数であり, 15以下の
自然数は, 3,6,9,12, 15,510の7個である.
よって, 15 と互いに素な自然数の個数は,
f(15)=15-7=8
もつやっ魂 (2) gは異なる素数であるから、 pg と互いに素でな
い自然数, すなわち, pの倍数またはgの倍数であり,
以下の自然数は,
①の倍数 10 2.⑩..... (q-1)0,
HTA
教えた
「15 以下の自然数で15と互いに素である自然数はいくつあるか」
(2)(1)では,15=3・5 であった.(2)ではggは互いに素より(1)と同様にして
考えてみる.
個
⑨の倍数 1⑨ 2.⑦ .…... (p-1) @カ@のか個
が互いに
3Mの数) ⑩9の倍数 1
SCAND
り
(q+p-1) 1
よって, bg と互いに素な自然数の個数は 1.2.3.....pa
f(pq)=pa(g+p-1)
Focus
の 個
P9以下の自然数の
****
= pg-p-g+1=(-1)(g-1)
(3) p, kは自然数であるから, が以下の自然数は CHA
(1.2.3.....PR)
個ある.
pは素数であるから,以下の自然数の倍数
は全部で, pp=1個)
123
したがって,
f(p")=pk-pk-1
練習
260 (g)とする.
***
「互いに素である」の
否定 「互いに素でな
い」 を考える.
5
(1) を一般的に考える.
p=3,g=5 としてみ
ると見通しがよくなる.
pg÷p=g(個)
pg÷g=p(個)
(1) f(77) を求めよ.
(2) f (pg) = 24 となる p, g の組をすべて求め上
pg 以下の自然数
の倍数
STY
互いに素である自然数の個数は、補集合の考えを利用せよ
☆互いに素でない(1以外に共通の縞ある)もの数える
9の倍数
P9の倍数
(p.185 例題 94 参照)
f(n) をオイラー関数
という.
(p.538 Column 参照)
ががが(-1)
例題260 の f (n) について次の問いに答えよ. ただし, p, g は異なる素数
改)
12
女
(c
た
C