题意:

计算:

\[\sum\limits_{a = 1}^{m}\sum\limits_{b = 1}^{n} \frac{\varphi(ab)}{\varphi(a)\varphi(b)} (\bmod p)
\]

思路:

考虑算术基本定理和\(\varphi(x)\)函数积性将式子化简:

令\(a = p_1^{t_1}p_2^{t_2} \cdots p_n^{t_n}\),\(b = p_1^{q_1}p_2^{q_2} \cdots p_n^{q_n}\)。

那么原式有:

\[\begin{eqnarray*}
\frac{\varphi(ab)}{\varphi(a)\varphi(b)} (\bmod p) = \frac{\varphi(p_1^{t_1 + q_1} \cdots p_n^{t_n + q_n})}{\varphi(p_1^{t_1} \cdots \varphi(p_n^{t_n})) \cdot \varphi(p_1^{q_1} \cdots p_n^{q_n})} (\bmod p)
\end{eqnarray*}
\]

我们单独考虑一下\(p_1\),那么有:

\[\begin{eqnarray*}
\frac{\varphi(p_1^{t_1 + q_1})}{\varphi(p_1^{t_1}) \cdot \varphi(p_1^{q_1})} = \frac{p_1^{t_1 + q_1} \cdot (1 - \frac{1}{p_1})} {p_1^{t_1} (1 - \frac{1}{p_1})\cdot p_1^{q_1}(1 - \frac{1}{p_1})}
\end{eqnarray*}
\]

我们令\(t_1 < p_1\),即\(p_1^{t_1}是gcd(a, b)\)的一部分,那么约分之后有:

\[\begin{eqnarray*}
\frac{p_1^{t_1}}{p_1^{t_1} (1 - \frac{1}{p_1})}
\end{eqnarray*}
\]

我们再同理考虑\(p_1 \cdots p_n\),我们发现分子刚好是\(gcd(a, b)\), 而分母是\(\varphi(gcd(a, b))\),即:

\[\begin{eqnarray*}
\frac{\varphi(ab)}{\varphi(a)\varphi(b)} (\bmod p) &=& \frac{\varphi(p_1^{t_1 + q_1} \cdots p_n^{t_n + q_n})}{\varphi(p_1^{t_1} \cdots \varphi(p_n^{t_n})) \cdot \varphi(p_1^{q_1} \cdots p_n^{q_n})} (\bmod p) \\
&=& \frac{gcd(a, b)}{\varphi(gcd(a, b))}
\end{eqnarray*}
\]

所以现在我们的问题转化成了求解:

\[\begin{eqnarray*}
\sum\limits_{a = 1}^{m}\sum\limits_{b = 1}^{n} \frac{gcd(a, b)}{\varphi(gcd(a, b))} (\bmod p)
\end{eqnarray*}
\]

令\(gcd(a, b) = d\),并且令\(n <= m\),有:

\[\begin{eqnarray*}
\sum\limits_{a = 1}^{m} \sum\limits_{b = 1}^{n} \frac{d}{\varphi(d)} = \sum\limits_{d = 1}^{n} d \cdot \varphi(d)^{-1} \sum\limits_{a = 1}^{n} \sum\limits_{b = 1}^{m} [gcd(a, b) == d] \\
\end{eqnarray*}
\]

我们令:

\[\begin{eqnarray*}
f(d) &=& \sum\limits_{a = 1}^{n} \sum\limits_{b = 1}^{m} [gcd(a, b) == d] \\
g(d) &=& \sum\limits_{d|x}f(x) \\
&=& \sum\limits_{a = 1}^{n} \sum\limits_{b = 1}^{m} [d | gcd(a, b)] \\
&=& \sum\limits_{a = 1}^{n/d}\sum\limits_{b = 1}^{m/d} [1 | gcd(a, b)] \\
&=& \lfloor \frac{n}{d} \rfloor \lfloor \frac{m}{d} \rfloor
\end{eqnarray*}
\]

进行莫比乌斯反演,有:

\[\begin{eqnarray*}
f(d) &=& \sum\limits_{d|x} \mu(\frac{x}{d}) g(d) \\
&=& \sum\limits_{d|x} \mu(\frac{x}{d}) \cdot \lfloor \frac{n}{d} \rfloor \lfloor \frac{m}{d} \rfloor \\
&=& \sum\limits_{x = 1}^{n/d} \mu(x) \cdot \lfloor \frac{n}{xd} \rfloor \lfloor \frac{m}{xd} \rfloor \\
\end{eqnarray*}
\]

所以,原式为:

\[\begin{eqnarray*}
\sum\limits_{i = 1}^{n} i \cdot \varphi(i)^{-1} \sum\limits_{d = 1}^{n|i} \mu(d) \lfloor \frac{n}{id} \rfloor \lfloor \frac{m}{id} \rfloor
\end{eqnarray*}
\]

预处理逆元,\(\varphi()\)函数,\(\mu()\)函数,然后直接算即可。

复杂度为\(\sum\limits_{i = 1}^{n} \sqrt{(i)}\)

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; #define ll long long
#define N 1000010
ll p;
int n, m;
int prime[N], mu[N];
int phi[N], inv[N], g[N];
bool check[N]; void init()
{
memset(check, 0, sizeof check);
prime[0] = 0;
phi[1] = 1;
mu[1] = 1;
for (int i = 2; i < N; ++i)
{
if (!check[i])
{
prime[++prime[0]] = i;
phi[i] = i - 1;
mu[i] = -1;
}
for (int j = 1; j <= prime[0]; ++j)
{
if (1ll * i * prime[j] >= N)
break;
check[i * prime[j]] = 1;
if (i % prime[j] == 0)
{
phi[i * prime[j]] = phi[i] * prime[j];
mu[i * prime[j]] = 0;
break;
}
else
{
phi[i * prime[j]] = phi[i] * (prime[j] - 1);
mu[i * prime[j]] = -mu[i];
}
}
}
} void work()
{
inv[1] = 1;
for (int i = 2; i <= n; ++i)
inv[i] = 1ll * inv[p % i] * (p - p / i) % p;
for (int i = 1; i <= n; ++i)
g[i] = 1ll * i * inv[phi[i]] % p;
} ll get(int n, int m)
{
ll res = 0;
for (int i = 1; i <= n; ++i)
res = (res + 1ll * mu[i] * (n / i) * (m / i)) % p;
return res;
} int main()
{
init();
int T; cin >> T;
while (T--)
{
scanf("%d %d %lld\n", &n, &m, &p);
if (n > m) swap(n, m);
work();
ll res = 0;
for (int i = 1; i <= n; ++i)
res = (res + g[i] * get(n / i, m / i)) % p;
printf("%lld\n", res);
}
return 0;
}

HDU 6390 GuGuFishtion的更多相关文章

  1. HDU 6390 GuGuFishtion(莫比乌斯反演 + 欧拉函数性质 + 积性函数)题解

    题意: 给定\(n,m,p\),求 \[\sum_{a=1}^n\sum_{b=1}^m\frac{\varphi(ab)}{\varphi(a)\varphi(b)}\mod p \] 思路: 由欧 ...

  2. hdu 6390 欧拉函数+容斥(莫比乌斯函数) GuGuFishtion

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=6390 题意:求一个式子 题解:看题解,写代码 第一行就看不出来,后面的sigma公式也不会化简.mobius也不 ...

  3. GuGuFishtion HDU - 6390 (欧拉函数,容斥)

    GuGuFishtion \[ Time Limit: 1500 ms\quad Memory Limit: 65536 kB \] 题意 给出定义\(Gu(a, b) = \frac{\phi(ab ...

  4. GuGuFishtion HDU - 6390 (杭电多校7E)

    啊啊啊啊...全在纸上 字丑...算了算了 然后除法部分都用逆元就好了 还有逆元打表....学到了...牛逼 #include<map> #include<set> #incl ...

  5. HDU 6390

    GuGuFishtion Time Limit: 3000/1500 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/65536 K (Java/Others)Tota ...

  6. hdu GuGuFishtion 6390 数论 欧拉函数

    题目:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=6390 直接开始证明: 我们设…………………………………….....…...............………… ...

  7. HDOJ 2111. Saving HDU 贪心 结构体排序

    Saving HDU Time Limit: 3000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others) Total ...

  8. 【HDU 3037】Saving Beans Lucas定理模板

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3037 Lucas定理模板. 现在才写,noip滚粗前兆QAQ #include<cstdio> #i ...

  9. hdu 4859 海岸线 Bestcoder Round 1

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4859 题目大意: 在一个矩形周围都是海,这个矩形中有陆地,深海和浅海.浅海是可以填成陆地的. 求最多有多少条方格 ...

随机推荐

  1. Python安装模块出错(No module named setuptools)解决方法

    Python第三方模块中一般会自带setup.py文件,在Windows环境下,我们只需要在命令行中使用以下命令即可自动化安装 python setup.py install 安装的过程中有可能会出现 ...

  2. C程序设计语言习题(3-5)

    编写函数itob(n,s,b),将整数n转换为以b为底的数,并将转换结果以字符的形式保存到字符串s中.e.g.itob(n,s,16)把整数n格式化为十六进制整数保存在s中. #include< ...

  3. matlab中画系统零极点的方法

    写论文的时候由于需要画出系统的零极点图.但是之前不知道怎么用matlab画,今天研究了一下,拿出来和大家共享.所用到的matlab函数为zplane,matlab给出的解释如下: ZPLANE Z-p ...

  4. matlab的m程序转执行文件exe

    转换主要有两步: 第一步 设置编译器 在命令窗口输入 mbuild -setup 根据提示操作即可,.如下图我的设置 第二步 转换执行文件 命令行输入 mcc -m main   即可(输入 mcc ...

  5. JavaAgent 应用(spring-loaded 热部署)

    上一篇文章简单介绍了 javaagent ,想了解的可以移步 “JavaAgent” 本文重点说一下,JavaAgent 能给我们带来什么? 自己实现一个 JavaAgent xxxxxx 基于 Ja ...

  6. windows本地启动tomcat闪退

    da开cmd, 进入tomcat所在目录的bin目录: 执行startup.bat 查看设置的环境变量是否正确:如果不正确则在windows中设置正确的相关环境变量即可:

  7. cocoa 的大招(KVC的几点强大应用记录)

    1.利用KVC可以修改系统的只读变量 简单的KVC和我们平常通过一个“类名.属性”赋值一般: teacher.name = @"灭绝师太"; [teacher setValue:@ ...

  8. vue--拖动排序

    https://blog.csdn.net/jx950915/article/details/79803485?from=singlemessage

  9. Context对象还提供了相应的属性来调整线条及填充风格

    创建一个Canvas画布的方法如下: 复制代码 代码如下: <canvas id=”canvas” width=”600” height=”400”></canvas> 可以在 ...

  10. HUSTM 1601 - Shepherd

    题目描述 Hehe keeps a flock of sheep, numbered from 1 to n and each with a weight wi. To keep the sheep ...