●BZOJ 4407 于神之怒加强版
题链:
http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=4407
题解:
莫比乌斯反演
直接套路化式子
$\begin{align*}ANS&=\sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{m}gcd(i,j)^k(接下来先枚举gcd的值g,然后求出有多少对(i,j)的gcd=g) \\&=\sum_{g=1}^{min(n,m)}g^k\sum_{d=1}{\frac{n}{g}\mu(d)\lfloor \frac{n}{gd} \rfloor \lfloor \frac{m}{gd} \rfloor}\\ &=\sum_{D=gd=1}^{min(n,m)} \lfloor \frac{n}{D} \rfloor \lfloor \frac{m}{D} \rfloor \sum_{g|D} g^k \mu(\frac{D}{g})\;(令f(D)=\sum_{g|D} g^k \mu(\frac{D}{g}))\\ &=\sum_{D=1}^{min(n,m)} \lfloor \frac{n}{D} \rfloor \lfloor \frac{m}{D} \rfloor f(D) \end{align*}$
如果处理出f(D)那么就可以在$O(\sqrt N)$ 的复杂度内解决每个询问。
因为 $w(x)=x^k 和 \mu(x)$都是积性函数,
所以由狄利克雷乘积的性质可知:
$\begin{align*} f(D)&=\sum_{g|D} g^k \mu(\frac{D}{g}) \\&=\sum_{g|D} w(g) \mu(\frac{D}{g}) \end{align*}$
亦是一个积性函数。
所以直接线筛就好了。
代码:
#include<cstdio> #include<cstring> #include<iostream> #define MAXN 5000050 using namespace std; const int mod=1000000007; int f[MAXN],k; int Pow(int a,int b){ int ret=1; a=(a%mod+mod)%mod; while(b){ if(b&1) ret=1ll*ret*a%mod; b>>=1; a=1ll*a*a%mod; } return ret; } void Sieve(){ static bool np[MAXN]; static int prime[MAXN],pnt; f[1]=1; for(int i=2,tmp,d;i<=5000000;i++){ if(!np[i]) prime[++pnt]=i,f[i]=(Pow(i,k)-1+mod)%mod; for(int j=1;j<=pnt&&i<=5000000/prime[j];j++){ np[i*prime[j]]=1; tmp=i; d=prime[j]; while(tmp%prime[j]==0) tmp/=prime[j],d*=prime[j]; if(tmp!=1) f[tmp*d]=1ll*f[tmp]*f[d]%mod; else f[d]=(1ll*Pow(d,k)-Pow(d/prime[j],k)+mod)%mod; if(i%prime[j]==0) break; } } for(int i=1;i<=5000000;i++) f[i]=(1ll*f[i]+f[i-1])%mod; } int main(){ int Case,n,m,mini,ans; scanf("%d%d",&Case,&k); Sieve(); while(Case--){ scanf("%d%d",&n,&m); mini=min(n,m); ans=0; for(int D=1,last;D<=mini;D=last+1){ last=min(n/(n/D),m/(m/D)); ans=(1ll*ans+1ll*(n/D)*(m/D)%mod*(((1ll*f[last]-f[D-1]+mod)%mod))%mod)%mod; } printf("%d\n",ans); } return 0; }
Do not go gentle into that good night.
Rage, rage against the dying of the light.
————Dylan Thomas