貝爾級數

貝爾級數是數論上一種研究算術函數的工具。它是形式冪級數。

給定算術函數f和質數p，f模p的貝爾級數為 $f_{p}(x)=\sum _{i=0}^{\infty }f(p^{n})x^{n}$

• 唯一定理：對於任意質數p，若兩個積性函數模p的貝爾級數都相等，則這兩個函數是相等的。
• 對於兩個算術函數的狄利克雷卷積，有${(f*g)_{p}}(x)=f_{p}(x)\times g_{p}(x)$。
• 一個完全積性函數的貝爾級數為幾何級數：$f_{p}(x)={\frac {1}{1-f(p)x}}$。

例子

以下是一些常見的算術函數的貝爾級數。

• 默比烏斯函數$\mu$的$\mu _{p}(x)=1-x.$
• 歐拉函數$\phi$的$\phi _{p}(x)={\frac {1-x}{1-px}}.$
• 劉維爾函數$\lambda$的$\lambda _{p}(x)={\frac {1}{1+x}}.$
• 因子函數$\sigma _{k}$的$(\sigma _{k})_{p}(x)={\frac {1}{1-\sigma _{k}(p)x+p^{k}x^{2}}}.$

參考

• Introduction to Analytic Number theory, Tom M. Apostol