■独立な性質? (その5)

2つのランダムに選んだ整数がたがいに素である確率は6/π^2である。

この確率はφ(m)/mの平均値になり、比較的小さいmの範囲でも6/π^2に近づく。

n=4のとき、

1/nΣφ(k)/k=1/4(1+1/2+2/3+1/2)=0.667

n=10のとき、

1/nΣφ(k)/k=1/10(1+1/2+2/3+1/2+4/5+2/6+6/7+4/8+6/9+4/10)=0.5367

n→∞のとき、

1/nΣφ(k)/k→6/π^2

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なお、n→∞のとき、

1/n^2Σφ(k)→3/π^2

n=4のとき、

1/n^2Σφ(k)=1/16(1+1+2+2)=0.375

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 φ(m)は,mと互いに素であり,mより小さい整数r,1≦r<mの個数として定義される.すなわち,φ(m)は1からm−1までの整数のうち,mと公約数をもたない数はいくつあるかを数えた数を表す.

 m=9→1,2,4,5,7,8→φ(9)=6

 m=10→1,3,7,9→φ(10)=4

 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,

 φ(p)=p−1

 φ(p^a)=(p−1)p^(a-1)=p^a(1−1/p)

 φ(m)=mΠ(1−1/pi)

 φ(10)=10(1−1/2)(1−1/5)=4

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また、与えられた整数に2乗因子がない(2乗で割れない)確率も φ(m)/mの漸近的平均値=6/π^2である。

1から10までの自然数の中でも乗因子がないかずは1,2,3,5,6,7の6個であり、すでに漸近値6/π^2に近い

この2つの性質は独立なのだろうか?

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独立ではなく正の相関があると考えられている。

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