Кіріспе

Қайталанатын жай көбейткіштері жоқ сан

Математикада, квадратсыз бүтін сан (немесе квадратсыз сан) — 1-ден басқа ешқандай квадрат санға бөлінбейтін бүтін сан. Яғни, оның жай факторлануында әр жай сан бір рет ғана кездеседі. Мысалы, 10 = 2 ⋅ 5 квадратсыз сан, ал 18 = 2 ⋅ 3 ⋅ 3 квадратсыз емес, себебі 18, 9 = 3²-ге бөлінеді. Ең кіші оң квадратсыз сандар:

Теңдес сипаттамалар

Оң бүтін сан егер және тек қана оның жай көбейткіштердің ешқайсысы бірден үлкен дәрежеде болмаса, квадратсыз болады. Басқаша айтқанда, сандың кез келген жай көбейткіші үшін, жай сан сол санды қалдықсыз бөле алмайды. Сондай-ақ, сан квадратсыз, егер және тек қана оның кез келген көбейткішіндегі екі фактор өзара жай болса. Бұл анықтаманың тікелей салдары – барлық жай сандар квадратсыз болады. Оң бүтін сан егер және тек қана оның барлық абельдік топтары изоморфты болса, онда квадратсыз болады, бұл осындай топтың кез келгені циклдік болған жағдайда ғана орын алады. Бұл шекті жасалған абельдік топтардың жіктелуінен туындайды. Сан квадратсыз, егер және тек қана оның факторлық сақинасы (модульдік арифметиканы қараңыз) өрістердің көбейтіндісі болса. Бұл қытайлық қалдық теоремасынан және формадағы сақинаның егер және тек қана болса ғана өріс болатынынан туындайды. Кез келген оң бүтін сан үшін, оның барлық оң бөлгіштерінің жиыны, егер біз бөлінуді реттік қатынас ретінде қолдансақ, ішінара реттелген жиын болады. Бұл ішінара реттелген жиын әрқашан үлестірімді тор болып табылады. Ол Буль алгебрасы, егер және тек қана квадратсыз болса. Оң бүтін сан егер және тек қана , Мёбиус функциясын білдірсе, квадратсыз болады.

Дирихле сериясы

Мёбиус функциясының абсолюттік мәні квадратсыз бүтін сандар үшін индикатор функциясы болып табылады, яғни n квадратсыз болса 1-ге тең, ал болмаса 0-ге тең. Осы индикатор функциясының Дирихле қатары:

мұнда ζ(s) – Риманның зетта функциясы. Бұл Эйлер көбейтіндісінен шығады:

мұнда көбейтінділер жай сандар бойынша алынады.