将“无忧伴侣”定义为一对正整数 ,使得
和
是互质的(即
),并且
是无平方数的。类似地,将“强无忧伴侣”定义为一对
,使得
且
和
均为无平方数;而“弱无忧伴侣”则定义为一对
,使得
且
和
中至少一个为无平方数。
设 、
、
和
分别为无平方数对、无忧伴侣、强无忧伴侣和弱无平方数伴侣的数量,其中
,如上所示。
无平方数对 对于
, 2, ... 的数量为 1, 3, 7, 11, 19, 23, 35, 43, 55, ... (OEIS A018805),其具有闭合形式
(1)
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(2)
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其中 是欧拉函数求和函数,
是向下取整函数,并且
是莫比乌斯函数。
无忧伴侣 对于
, 2, ... 的数量为 1, 3, 7, 9, 16, 20, 31, 35, 39, ... (OEIS A118258);强无忧伴侣
的数量为 1, 3, 7, 7, 13, 17, 27, 27, ... (OEIS A118259);以及弱无忧伴侣
的数量为 1, 3, 7, 11, 19, 23, 35, 43, 51, ... (OEIS A118260)。
那么
(3)
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(6)
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其中,无忧常数和强无忧常数由下式给出
(7)
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(OEIS A065464, A065473, 和 A118261; Moree 2005),其中 是黎曼zeta函数。