P1891 疯狂 LCM

\(\sum_{i=1}^n lcm(i,n)\)\(T\le 3\times 10^5\)\(n\le 10^6\)

\[\begin{aligned} \sum_{i=1}^n lcm(i,n)&=n\sum_{i=1}^n\dfrac{i}{(i,n)}\\ &=n\sum_{d|n}\sum_{i=1}^n [(i,n)=d]\cdot\dfrac{i}{d}\\ &=n\sum_{d|n}\sum_{i=1}^{\frac{n}{d}}i\cdot [(i,\frac{n}{d})=1]\\ &=n\sum_{d|n}\sum_{i=1}^d i\cdot [(i,d)=1]\\ &=n\sum_{d|n}\text{1 到 d 中与 d 互质的数的和} \end{aligned} \]

观察发现若 \((a,n)=1\),则 \((a-n,n)=1\),可以发现互质的数总是成对出现,且和为 \(n\)。因此当 \(d\neq 1\)\(\sum_{i=1}^{d}i\cdot [(i,d)=1]=\varphi(d)\cdot d\cdot \dfrac{1}{2}\)。(\(d=1\) 特殊处理)

posted @ 2024-07-07 15:28  FLY_lai  阅读(9)  评论(0编辑  收藏  举报