欧拉函数,又称为欧拉-phi函数,是十分重要的数论函数。它由瑞士数学大师欧拉取得,其定义如下:
φ(n)表示小于或等于n的正整数中与n互质的数的数目。例如,φ(1)=1,φ(2)=1,φ(3)=2,φ(4)=2,φ(5)=4,φ(6)=2,φ(7)=6,φ(8)=4,φ(9)=6,φ(10)=4。
那么,欧拉函数存在什么奥秘呢?在数论和密码学等领域中,它有着非常广泛的应用,比如说求一个数的模反元素、求最小原根等等。
欧拉函数还有一个重要的性质,那就是欧拉-费马定理,即对于所有的正整数a和n,
如果a和n互质,那么a^φ(n) ≡ 1(mod n),其中 ≡ 是同余关系。
然后,我们来举一个例子:给定 n=10,则φ(10)=4,且1,3,7,9都是10的互质数。
那么,2^φ(10) = 2^4 = 16 ≡ 6 (mod 10)。
同理,3^φ(10) = 3^4 = 81 ≡ 1 (mod 10)。
这种定理在现代密码学中有很多应用,比如RSA公钥密码算法就利用了这个概念。
欧拉函数看上去比较抽象,但是对于学习数论和密码学的人来说,它是必须掌握的。