题目链接

传送门

思路

如果这题是这样的:

\[F(n)=\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{n}\phi(gcd(i,j))
\]

那么我们可能会想到下面方法进行反演:

\[\begin{aligned}
F(n)=&\sum\limits_{k=1}^{n}\phi(k)\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{n}[gcd(i,j)=k]&\\
=&\sum\limits_{k=1}^{n}\phi(k)\sum\limits_{i=1}^{\frac{n}{k}}\sum\limits_{j=1}^{\frac{n}{k}}[gcd(i,j)=1]&\\
\end{aligned}
\]

令\(f(n)\)为\(gcd(i,j)=n\)的有序对的对数,\(g(n)\)为\(gcd(i,j)=n\text{和}n\)的倍数的有序对的对数,则

\[\begin{aligned}
&g(n)=\sum\limits_{n|d}f(d)&\\
\rightarrow&f(n)=\sum\limits_{n|d}\mu(\frac{d}{n})g(d)&
\end{aligned}
\]

然后将\(f(1)=\sum\limits_{i=1}^{n}\mu(i)g(i)\)代入\(F(n)\)得到\(F(n)=\sum\limits_{k=1}^{n}\phi(k)\sum\limits_{i=1}^{\frac{n}{k}}\mu(i)g(i)\),然后先预处理\(\sum\limits_{i=1}^{\frac{n}{k}}\mu(i)g(i)\),然后暴力枚举\(k\)或者数论分块求解答案就可以了,这里有几道类似的题目,有兴趣的可以做一下。

但是这题却不是我们所希望的那种形式,那么该怎么办呢?我们发现\(n\)小于等于\(2e6\),那么我们可以记录一下每个数的\(\phi\)是多少,然后记录一下每个\(\phi\)出现的次数后就可以转换成上述题意了(这个思想昨天的\(CCPC\)网络赛1010也用到了,不过这题由于后面不会处理就没补了23333),假设\(c_i\)表示\(\phi=i\)的个数,那么求解的式子就变成了

\[F(n)=\sum\limits_{k=1}^{n}\phi(k)\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{n}c_ic_j[gcd(i,j)=k]
\]

令\(f(n)\)为\(\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{n}c_ic_j[gcd(i,j)=n]\),\(g(n)\)为\(为和的倍数\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{n}c_ic_j[gcd(i,j)\text{为}n\text{和}n\text{的倍数}]\),则

\[\begin{aligned}
g(n)=&\sum\limits_{n|i}\sum\limits_{n|j}c_ic_j&\\
=&\sum\limits_{i=1}^{n}c_i\sum\limits_{j=1}^{n}c_J&\\
=&(\sum\limits_{i=1}^{n}c_i)^2&\\
=&\sum\limits_{n|d}f(d)&
\end{aligned}
\]

那么

\[f(n)=\sum\limits_{n|d}\mu(\frac{d}{n})g(d)
\]

最后答案为

\[F(n)=\sum\limits_{k=1}^{n}\phi(k)f(k)
\]

然后暴力枚举\(k\)求解即可。

代码

#include <set>
#include <map>
#include <deque>
#include <queue>
#include <stack>
#include <cmath>
#include <ctime>
#include <bitset>
#include <cstdio>
#include <string>
#include <vector>
#include <cassert>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <unordered_map>
using namespace std; typedef long long LL;
typedef pair<LL, LL> pLL;
typedef pair<LL, int> pLi;
typedef pair<int, LL> pil;;
typedef pair<int, int> pii;
typedef unsigned long long uLL; #define lson (rt<<1),L,mid
#define rson (rt<<1|1),mid + 1,R
#define lowbit(x) x&(-x)
#define name2str(name) (#name)
#define bug printf("*********\n")
#define debug(x) cout<<#x"=["<<x<<"]" <<endl
#define FIN freopen("/home/dillonh/CLionProjects/Dillonh/in.txt","r",stdin)
#define IO ios::sync_with_stdio(false),cin.tie(0) const double eps = 1e-8;
const int mod = 1000000007;
const int maxn = 2000000 + 2;
const double pi = acos(-1);
const int inf = 0x3f3f3f3f;
const LL INF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3fLL; bool v[maxn];
int t, n, cnt;
int F[maxn], c[maxn], phi[maxn], p[maxn], mu[maxn]; void init() {
phi[1] = mu[1] = 1;
for(int i = 2; i < maxn; ++i) {
if(!v[i]) {
p[cnt++] = i;
phi[i] = i - 1;
mu[i] = -1;
}
for(int j = 0; j < cnt && i * p[j] < maxn; ++j) {
v[i*p[j]] = 1;
phi[i*p[j]] = phi[i] * (p[j] - 1);
mu[i*p[j]] = -mu[i];
if(i % p[j] == 0) {
mu[i*p[j]] = 0;
phi[i*p[j]] = phi[i] * p[j];
break;
}
}
}
} int main() {
#ifndef ONLINE_JUDGE
FIN;
time_t s = clock();
#endif
init();
scanf("%d", &t);
while(t--) {
scanf("%d", &n);
for(int i = 1; i <= n; ++i) {
++c[phi[i]];
}
F[1] = c[1];
for(int i = 2; i <= n; ++i) {
F[1] += c[i];
for(int j = 1; j <= n / i; ++j) {
F[i] += c[i*j];
}
}
LL sum = 1LL * F[1] * F[1], ans = 0;
for(int i = 2; i <= n; ++i) {
sum += 1LL* F[i] * F[i] * mu[i];
LL tmp = 0;
for(int j = 1; j <= n / i; ++j) {
tmp += 1LL * F[i*j] * F[i*j] * mu[j];
}
ans += tmp * phi[i];
}
ans += sum;
printf("%lld\n", ans);
for(int i = 1; i <= n; ++i) F[i] = c[i] = 0;
}
#ifndef ONLINE_JUDGE
printf("It costs %.3fs\n", 1.0 * (clock() - s) / CLOCKS_PER_SEC);
#endif
return 0;
}

51nod 1594 Gcd and Phi(莫比乌斯反演)的更多相关文章

  1. 51nod 1594 Gcd and Phi 反演

    OTZ 又被吊打了...我当初学的都去哪了??? 思路:反演套路? 提交:\(1\)次 题解: 求\(\sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{n}\varphi(gcd(\varphi(i ...

  2. 【CJOJ2512】gcd之和(莫比乌斯反演)

    [CJOJ2512]gcd之和(莫比乌斯反演) 题面 给定\(n,m(n,m<=10^7)\) 求 \[\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^mgcd(i,j)\] 题解 首先把公因数直 ...

  3. 【51nod】1594 Gcd and Phi

    题解 跟随小迪学姐的步伐,学习一下数论 小迪学姐太巨了! 这道题的式子很好推嘛 \(\sum_{i = 1}^{n} \sum_{j = 1}^{n} \sum_{d|\phi(i),\phi(j)} ...

  4. 【Project Euler】530 GCD of Divisors 莫比乌斯反演

    [题目]GCD of Divisors [题意]给定f(n)=Σd|n gcd(d,n/d)的前缀和F(n),n=10^15. [算法]莫比乌斯反演 [题解]参考:任之洲数论函数.pdf 这个范围显然 ...

  5. [luogu P2586] GCD 解题报告 (莫比乌斯反演|欧拉函数)

    题目链接:https://www.luogu.org/problemnew/show/P2568#sub 题目大意: 计算​$\sum_{x=1}^n\sum_{y=1}^n [gcd(x,y)==p ...

  6. bnu——GCD SUM (莫比乌斯反演)

    题目:GCD SUM 题目链接:http://www.bnuoj.com/v3/problem_show.php?pid=39872 算法:莫比乌斯反演.优化 #include<stdio.h& ...

  7. GCD HDU - 1695 莫比乌斯反演入门

    题目链接:https://cn.vjudge.net/problem/HDU-1695#author=541607120101 感觉讲的很好的一个博客:https://www.cnblogs.com/ ...

  8. HDU - 4675 GCD of Sequence (莫比乌斯反演+组合数学)

    题意:给出序列[a1..aN],整数M和k,求对1-M中的每个整数d,构建新的序列[b1...bN],使其满足: 1. \(1 \le bi \le M\) 2. \(gcd(b 1, b 2, -, ...

  9. 【HDU4947】GCD Array(莫比乌斯反演+树状数组)

    点此看题面 大致题意: 一个长度为\(n\)的数组,实现两种操作:将满足\(gcd(i,k)=d\)的\(a_i\)加上\(v\),询问\(\sum_{i=1}^xa_i\). 对于修改操作的推式子 ...

随机推荐

  1. [LeetCode] 227. Basic Calculator II 基本计算器之二

    Implement a basic calculator to evaluate a simple expression string. The expression string contains ...

  2. [LeetCode] 63. Unique Paths II 不同的路径之二

    A robot is located at the top-left corner of a m x n grid (marked 'Start' in the diagram below). The ...

  3. 从Java官网下载最新的文档(包含API文档)

    Java学习资料(适合c转java的同学): Java中带包(创建及引用)的类的编译 - 小明快点跑 JAVA 对象引用,以及对象赋值 - 飘来荡去. Java官网下载页:https://www.or ...

  4. Leetcode 第135场周赛解题报告

    这周比赛的题目很有特点.几道题都需要找到一定的技巧才能巧妙解决,和以往靠数据结构的题目不太一样. 就是如果懂原理,代码会很简单,如果暴力做,也能做出来,但是十分容易出错. 第四题还挺难想的,想了好久才 ...

  5. (十三)golang--程序流程控制

    1.顺序控制 若没有判断,没有跳转,程序由上至下依次执行 2.分支控制 单分支if 条件表达式 { 执行代码块} 双分支if 条件表达式 { 执行代码块1} else { 执行代码块2} 多分支if ...

  6. PHP操作 二维数组模拟mysql函数

    PHP操作 二维数组模拟mysql函数<pre>public function monimysqltest(){ $testarray=array( array('ss'=>'1', ...

  7. c++小学期大作业攻略(二)整体思路+主界面

    写在前面:如果我曾经说过要在第一周之内写完大作业,那……肯定是你听错了.不过如果我在写的时候有攻略看的话应该可以轻松地在4~5天内做完,然后觉得写攻略的人是个小天使吧(疯狂暗示).出于给大家自由发挥的 ...

  8. Phaser铁人三项

    /** * 模拟铁人三项 */ public class PhaserTest { private static Random random = new Random(System.currentTi ...

  9. [转帖]Linux date命令的用法(转)

    Linux date命令的用法(转) https://www.cnblogs.com/asxe/p/9317811.html 1.命令:date 2.命令功能:date 可以用来显示或设定系统的日期与 ...

  10. redis启动出现错误 can't chdir ...

    启动redis出现以下错误:[15816] *********** # Can't chdir to ’**********‘ :No such file or directory 解决方法:手动创建 ...