高歐拉商數

高歐拉商數（highly totient number）k是有以下性質，大於1的正整數：使以下方程式有多個解

φ(x) = k

其中φ是歐拉函數，而且若k用其他較小的整數代入時，解的個數都會比剛剛的個數要少。

例如方程式φ(x) = k，在k=1,2,3,4,5,6,7,8時，分別有2,3,0,4,0,4,0,5個解，φ(x) = 8有5個解，若代入小於8的數值，解都少於5個，因此8是高歐拉商數。

頭幾個高歐拉商數是：

1, 2, 4, 8, 12, 24, 48, 72, 144, 240, 432, 480, 576, 720, 1152, 1440 （OEIS數列A097942）.

分別使上述方程有1, 3, 4, 5, 6, 10, 11, 17, 21, 31, 34, 37, 38, 49, 54及72個解。若將使φ(x) = k分別恰有0個解、1個解、2個解……的最小k值組成一個數列，則高歐拉商數會是此數列的一個子集。例如8為高歐拉商數，φ(x) = 8有5個解，表示任何小於8的整數都無法使φ(x) = k有5個解，因此8是使φ(x) = k有5個解的最小k值。

若x的質因數分解為$x=\prod _{i}p_{i}^{e_{i}}$，其歐拉商數為以下的乘積：

$\phi (x)=\prod _{i}(p_{i}-1)p_{i}^{e_{i}-1}.$

因此，高歐拉商數和較小的整數相比，高歐拉商數可以表示為更多種以上式表示的乘積。

高歐拉商數的概念有點類似高合成數；1既是高合成數中唯一的奇數，也是高歐拉商數中唯一的奇數（其實1是歐拉函數值域中唯一的奇數）。而且高歐拉商數和高合成數都有無限多個，不過隨著數字的增加，要找到高歐拉商數也就越來困難，因為歐拉商數和質因數分解有關，數字越大，就越難進行質因數分解。

舉例

有五個整數（15, 16, 20, 24和30）的歐拉商數是8。比8小的整數中，沒有哪一個是五個整數的歐拉商數。因此8是高歐拉商數。

表

n	使$\phi (k)=n$的k值（OEIS數列A032447）	使$\phi (k)=n$的k的個數（OEIS數列A014197）
0		0
1	1, 2	2
2	3, 4, 6	3
3		0
4	5, 8, 10, 12	4
5		0
6	7, 9, 14, 18	4
7		0
8	15, 16, 20, 24, 30	5
9		0
10	11, 22	2
11		0
12	13, 21, 26, 28, 36, 42	6
13		0
14		0
15		0
16	17, 32, 34, 40, 48, 60	6
17		0
18	19, 27, 38, 54	4
19		0
20	25, 33, 44, 50, 66	5
21		0
22	23, 46	2
23		0
24	35, 39, 45, 52, 56, 70, 72, 78, 84, 90	10
25		0
26		0
27		0
28	29, 58	2
29		0
30	31, 62	2
31		0
32	51, 64, 68, 80, 96, 102, 120	7
33		0
34		0
35		0
36	37, 57, 63, 74, 76, 108, 114, 126	8
37		0
38		0
39		0
40	41, 55, 75, 82, 88, 100, 110, 132, 150	9
41		0
42	43, 49, 86, 98	4
43		0
44	69, 92, 138	3
45		0
46	47, 94	2
47		0
48	65, 104, 105, 112, 130, 140, 144, 156, 168, 180, 210	11
49		0
50		0

相關條目

• L. Havelock, A Few Observations on Totient and Cototient Valence from PlanetMath

相關條目

• 高合成數
• 非歐拉商數
• 高互補歐拉商數

參考資料

• L. Havelock, A Few Observations on Totient and Cototient Valence from PlanetMath