دالة موبيوس

دالة موبيوس (بالإنجليزية: Möbius function)‏ الكلاسيكية هي دالة جداءية مهمة في نظرية الأعداد وفي التوافقيات.^[1] سُميت هذه الدالة هكذا نسبة لعالم الرياضيات الألماني أوغست فيرديناند موبيوس.أنشأها موبيوس عام 1832.

تعريف

تعرف دالة موبيوس (μ(n لجميع الأعداد الصحيحة الطبيعية n و تأخذ قيمة تنتمي إلى المجموعة {1، 0، 1-}, بدلالة تعميل n إلى جداء أعداد أولية و تعرف كما يلي :

• μ(n) = 1 : إ ذا لم يحتو n على أي مربع لعدد أولي ما أثناء تفكيكه لجداء أعداد أولية و كان عدد هؤلاء الأعداد زوجيا.
• μ(n) = -1 : إ ذا لم يحتو n على أي مربع لعدد أولي ما أثناء تفكيكه لجداء أعداد أولية و كان عدد هؤلاء الأعداد فرديا.
• μ(n) = 0 : إ ذا احتوى n على مربع لعدد أولي ما أثناء تفكيكه لجداء أعداد أولية, أو بتعبير آخر، إذا قبل n القسمة على مربع عدد أولي ما.

يبين الشكل التالي قيمة دالة موبيوس للأعداد الأصغر أو تساوي خمسين :

لخمسون قيمة الأولى للدالة

خصائص وتطبيقات

خصائص

دالة موبيوس هي دالة جداءية. أي أن (μ(ab) = μ(a) μ(b كلما كان العددان a و b أوليين فيما بينهما.

${\displaystyle \sum _{d|n}\mu (d)={\begin{cases}1&{\mbox{ if }}n=1\\0&{\mbox{ if }}n>1.\end{cases}}}$

انظر إلى صيغة القلب لموبيوس.

دالة ميرتنز

النظر إلى هاته الدالة يؤدي حتما إلى النظر إلى دالة ميرتنز المعرفة كما يلي:

${\displaystyle M(n)=\sum _{k=1}^{n}\mu (k)}$

تطبيقات

المتسلسلات الرياضية

متسلسلة دركليه التي تولد دالة موبيوس هي المقلوب الجدائي لدالة زيتا لريمان. إذا كان s عددا مركبا جزؤه الحقيقي أكبر قطعا من الواحد، فإن:

${\displaystyle \sum _{n=1}^{\infty }{\frac {\mu (n)}{n^{s}}}={\frac {1}{\zeta (s)}}.}$

يظهر هذا جليا من خلال جداء أويلر.

${\displaystyle {\frac {1}{\zeta (s)}}=\prod _{p\in \mathbb {P} }{\left(1-{\frac {1}{p^{s}}}\right)}=\left(1-{\frac {1}{2^{s}}}\right)\left(1-{\frac {1}{3^{s}}}\right)\left(1-{\frac {1}{5^{s}}}\right)\cdots .}$

تعميمات

الفيزياء

انظر أيضا

• دالة ميرتنز،
• دالة ليوفيل،

مراجع

1. Bost، J.-B.؛ Connes، Alain (1995). "Hecke Algebras, Type III factors and phase transitions with spontaneous symmetry breaking in number theory". Selecta Math. (New Series). ج. 1: 411–457.

• بوابة رياضيات
• بوابة نظرية الأعداد