欧拉函数(φ函数・互质数个数)计算器
输入整数 N(1〜1,000,000),立即计算1到N之间与N互质的整数个数(欧拉函数 φ(N)),不仅给出答案,还显示质因数分解与计算公式。附带1〜100的φ(n)速查表,完全免费。
1〜100 的φ(n)速查表
汇总了1到100的每个整数的质因数分解与欧拉函数值的一览表。
| N | 质因数分解 | φ(n) |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 2 | 1 |
| 3 | 3 | 2 |
| 4 | 2² | 2 |
| 5 | 5 | 4 |
| 6 | 2 × 3 | 2 |
| 7 | 7 | 6 |
| 8 | 2³ | 4 |
| 9 | 3² | 6 |
| 10 | 2 × 5 | 4 |
| 11 | 11 | 10 |
| 12 | 2² × 3 | 4 |
| 13 | 13 | 12 |
| 14 | 2 × 7 | 6 |
| 15 | 3 × 5 | 8 |
| 16 | 2⁴ | 8 |
| 17 | 17 | 16 |
| 18 | 2 × 3² | 6 |
| 19 | 19 | 18 |
| 20 | 2² × 5 | 8 |
| 21 | 3 × 7 | 12 |
| 22 | 2 × 11 | 10 |
| 23 | 23 | 22 |
| 24 | 2³ × 3 | 8 |
| 25 | 5² | 20 |
| 26 | 2 × 13 | 12 |
| 27 | 3³ | 18 |
| 28 | 2² × 7 | 12 |
| 29 | 29 | 28 |
| 30 | 2 × 3 × 5 | 8 |
| 31 | 31 | 30 |
| 32 | 2⁵ | 16 |
| 33 | 3 × 11 | 20 |
| 34 | 2 × 17 | 16 |
| 35 | 5 × 7 | 24 |
| 36 | 2² × 3² | 12 |
| 37 | 37 | 36 |
| 38 | 2 × 19 | 18 |
| 39 | 3 × 13 | 24 |
| 40 | 2³ × 5 | 16 |
| 41 | 41 | 40 |
| 42 | 2 × 3 × 7 | 12 |
| 43 | 43 | 42 |
| 44 | 2² × 11 | 20 |
| 45 | 3² × 5 | 24 |
| 46 | 2 × 23 | 22 |
| 47 | 47 | 46 |
| 48 | 2⁴ × 3 | 16 |
| 49 | 7² | 42 |
| 50 | 2 × 5² | 20 |
| 51 | 3 × 17 | 32 |
| 52 | 2² × 13 | 24 |
| 53 | 53 | 52 |
| 54 | 2 × 3³ | 18 |
| 55 | 5 × 11 | 40 |
| 56 | 2³ × 7 | 24 |
| 57 | 3 × 19 | 36 |
| 58 | 2 × 29 | 28 |
| 59 | 59 | 58 |
| 60 | 2² × 3 × 5 | 16 |
| 61 | 61 | 60 |
| 62 | 2 × 31 | 30 |
| 63 | 3² × 7 | 36 |
| 64 | 2⁶ | 32 |
| 65 | 5 × 13 | 48 |
| 66 | 2 × 3 × 11 | 20 |
| 67 | 67 | 66 |
| 68 | 2² × 17 | 32 |
| 69 | 3 × 23 | 44 |
| 70 | 2 × 5 × 7 | 24 |
| 71 | 71 | 70 |
| 72 | 2³ × 3² | 24 |
| 73 | 73 | 72 |
| 74 | 2 × 37 | 36 |
| 75 | 3 × 5² | 40 |
| 76 | 2² × 19 | 36 |
| 77 | 7 × 11 | 60 |
| 78 | 2 × 3 × 13 | 24 |
| 79 | 79 | 78 |
| 80 | 2⁴ × 5 | 32 |
| 81 | 3⁴ | 54 |
| 82 | 2 × 41 | 40 |
| 83 | 83 | 82 |
| 84 | 2² × 3 × 7 | 24 |
| 85 | 5 × 17 | 64 |
| 86 | 2 × 43 | 42 |
| 87 | 3 × 29 | 56 |
| 88 | 2³ × 11 | 40 |
| 89 | 89 | 88 |
| 90 | 2 × 3² × 5 | 24 |
| 91 | 7 × 13 | 72 |
| 92 | 2² × 23 | 44 |
| 93 | 3 × 31 | 60 |
| 94 | 2 × 47 | 46 |
| 95 | 5 × 19 | 72 |
| 96 | 2⁵ × 3 | 32 |
| 97 | 97 | 96 |
| 98 | 2 × 7² | 42 |
| 99 | 3² × 11 | 60 |
| 100 | 2² × 5² | 40 |
什么是欧拉函数
欧拉函数(totient 函数)φ(n) 表示1到 n 的整数中与 n 互素者共有多少个。互素是指最大公约数为1,也就是不含共同的素因数。例如 φ(9),即数出与9没有共同素因数的 1、2、4、5、7、8 这六个,故为6。
本工具只需填入整数 N 即可求出 φ(N),并且不仅给出答案,还会一并列出 **N 的素因数分解,以及由此导出 φ(N) 的计算式**。计算式为 φ(n) = n × Π(1 − 1/p),其中 p 为 n 的相异素因数。同一素因数无论作几次幂,在乘积中只出现一次,指数不影响结果。适用范围为1至1,000,000,并附有1至100的 φ(n) 速查表。
欧拉函数计算器的使用方法
- 输入整数 N 填入1以上1,000,000以下的整数。超出范围或非整数的值会给出错误提示。
- 读取 φ(N) 的值 输入的同时即显示1〜N 中与 N 互素的整数个数。
- 确认素因数分解 会显示 N 分解为哪些素数之积,可作为追溯 φ(N) 之值由来的线索。
- 循计算式追踪推导 会显示把实际素因数代入 φ(n) = n × Π(1 − 1/p) 后的算式,可直接用于手算的验算。
- 用速查表与其他值比对 下方列有1至100的 φ(n) 一览。诸如「为素数时等于 n − 1」这类规律,皆可用肉眼确认。
用好本工具的小技巧
- 欧拉函数 φ(n)表示1到n之间与n互质的整数个数。例如 φ(9) = 6(1, 2, 4, 5, 7, 8 这6个数与9互质)。
- 当n是质数p时,φ(p) = p − 1,因为除p自身外,1到p之间的所有数都与质数互质。
- 当n是两个不同质数p、q的乘积时,φ(pq) = (p−1)(q−1),这一性质直接用于RSA加密的密钥生成。
- 公式 φ(n) = n × Π(1 − 1/p) 是对n的所有不同质因数p的连乘积,质因数的指数不影响结果。
- 本工具支持1〜1,000,000的范围,使用试除法进行质因数分解,可即时求出φ(n)。
欧拉函数派上用场的场景
数论的学习与作业验算
可确认手算所得的 φ(n) 是否正确。因并列显示素因数分解与计算式,不仅能查出答案之误,也能查出推导之误。
理解 RSA 加密的原理
RSA 以两个素数 p、q 之积 n = pq 作为公钥,而生成私钥则需要 φ(n) = (p−1)(q−1)。用小素数实际算一遍,便能具体把握这一关系。
验证欧拉定理
对与 n 互素的 a,a^φ(n) 除以 n 的余数为1,这便是欧拉定理。先求出 φ(n),即可用小数值实际试验其成立。
观察积性函数的性质
当 m 与 n 互素时,φ(mn) = φ(m)φ(n) 成立。把速查表中的值组合起来,即可确认此性质确实成立。
与欧拉函数相关的术语
- 欧拉函数(totient 函数)
- 指返回1到 n 的整数中与 n 互素者个数的函数。记作 φ(n),由18世纪的莱昂哈德·欧拉引入。
- 互素
- 指两个整数的最大公约数为1的状态,与「不含任何共同素因数」同义。
- 素因数分解
- 指把整数写成素数之积的形式。因 φ(n) 仅由 n 的相异素因数决定,故此分解即为计算的起点。
- 积性函数
- 指对互素的 m 与 n 满足 f(mn) = f(m)f(n) 的函数。φ 具有此性质,这也正是可把大数的 φ 按素因数分开求得的缘由。
- 欧拉定理
- 指对与 n 互素的整数 a,a 的 φ(n) 次幂除以 n 的余数必为1的定理。限定于素数的情形即为费马小定理。
- RSA 加密
- 指以两个大素数之积作为公钥的公钥加密。私钥的计算需要 φ(n),而若无法把 n 素因数分解便无从求得 φ(n),这正是其安全性的依据之一。
常见问题
闲话 ― 18世纪欧拉发现的「互质计数」函数
欧拉函数(φ函数)据称是18世纪瑞士数学家莱昂哈德·欧拉在1763年前后提出的,最初是在将费马小定理推广到合数的过程中被研究的。如今通用的符号φ(phi)是后来的数学家整理记号体系后才固定下来的。
「统计互质数」看似朴素,但φ(n)有许多优美的性质。例如,将n的所有约数d的φ(d)相加,结果必然等于n本身(Σφ(d) = n),这是初等数论中的一个基本恒等式。
如今,φ(n)在RSA加密中扮演着不可或缺的角色。RSA加密使用两个大质数p、q的乘积 n = pq 作为公钥的一部分,而计算私钥则需要 φ(n) = (p−1)(q−1) 的值。只要无法对n进行质因数分解就无法求出φ(n)(至少目前已知的算法如此),这正是RSA加密安全性的基础之一。