歐拉函數φ（n）倒數的漸近公式

石瑩

【摘要】本文我們研究歐拉函數φ（n）倒數的漸近公式，基于Melvyn.B.Nathanson的結論：∑n≤x1φ（n）=ologx，我們確定了公式中的主項和余項，得到：∑n≤x1φ（n）=ζ（3）ζ（2）ζ（6）logx+D+oε1x1-ε.這里常數D=γ∑∞d=11dd*-∑∞d=1logd*dd*，其中γ指歐拉常數，d*表示整數d的無平方因子的乘積.

【關鍵詞】 歐拉函數； 漸近公式

【基金項目】2015年江蘇省自然科學青年基金項目（BK20151000）

歐拉函數φ（n）是最著名的數論函數之一.φ（n）是1，2，…，n中與n互素的正整數的個數.例如φ（2）=1，φ（6）=2，φ（9）=6.人們不斷研究歐拉函數φ（n）的各種性質.關于φ（n）的漸近公式，先有公式∑n≤xφ（n）=3π2x2+r（x），隨后在不斷地改進公式中的余項r（x）的過程中，得到一些好的結果，比如：φ（n）的平均值就是6nπ2.與此同時，關于歐拉函數φ（n）倒數的漸近公式的研究也備受關注.Melvyn.B.Nathanson首先給出一個有用的結果：∑n≤x1φ（n）=ologx，陳景潤先生在證明著名的“1+2”——陳氏定理時，就使用過這一結論.

在本文中，我們改進Nathanson的結果，確定了漸近公式中的主項和余項，得到：

下面，我們就逐一討論（*）中的每一項.

首先考慮級數∑∞d=11dd*，因為d*表示整數d的無平方因子的乘積，所以整數dd*的素因子的次數都不小于2，于是

∑∞d=11dd*=∏p1+1p2+1p3+…=∏p1+1p（p-1）=∏p1+1p31-1p2-1=∏p1-1p61-1p3-11-1p2-1=ζ（3）ζ（2）ζ（6）.（1）

因此，級數∑∞d=11dd*是收斂的.

接著，討論（*）式中的第二項.

∑∞[]d=1d*≤x

logd*dd*=∑∞d=1logd*dd*-∑∞[]d=1d*>x

logd*dd*.

因為對任意ε>0，存在常數cε，使得logx≤cεx1-ε成立，所以取ε=12，得到

∑∞d=1logd*dd*≤∑∞d=1cd*dd*=c∑∞d=11dd*=c∏p1+1p1/2（p-1），

其中c是一個常數，所以級數∑∞d=1logd*dd*收斂，令常數c1=∑∞d=1logd*dd*.

又因為

因此，（*）中的第二項的估計就是

然后，討論（*）中的最后一項.設d=pα11pα22…pαtt，其中pi為素數且αi≥0i=1，2，…，t，所以

最后，我們討論（*）中第一項級數，由上面（2）可知

【參考文獻】

[1]Melvyn B Nathanson.Additive Number Theory[M].Graduate Texts in Mathematics 164，Springer.

[2]潘承洞，潘承彪.初等數論[M].北京：北京大學出版社.