51Nod.1237.最大公约数之和 V3(莫比乌斯反演 杜教筛 欧拉函数)
\(Description\)
\(n\leq 10^{10}\),求
\]
\(Solution\)
首先
\]
注意不是\(\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^ngcd(i,j)=\sum_{d=1}^n\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n[gcd(i,j)=d]\)!
\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^ngcd(i,j)&=\sum_{d=1}^nd\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n[gcd(i,j)=d]\\
&=\sum_{d=1}^nd\sum_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}\sum_{j=1}^{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}[gcd(i,j)=1]\\
&=\sum_{d=1}^nd\sum_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}\mu(i)\lfloor\frac{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}{i}\rfloor\lfloor\frac{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}{i}\rfloor\\
&=\sum_{d=1}^nd\sum_{d|t,t\leq n}\mu(\frac{t}{d})(\lfloor\frac{n}{t}\rfloor)^2\\
&=\sum_{t=1}^n(\lfloor\frac{n}{t}\rfloor)^2\sum_{d|t}d\mu(\frac{t}{d})\\
&=\sum_{t=1}^n(\lfloor\frac{n}{t}\rfloor)^2\varphi(t)
\end{aligned}
\]
然后就可以杜教筛了。
最后一步用到$$\sum_{d|n}\frac{n}{d}\mu(d)=\varphi(n)$$
证明:
首先有 \(\sum_{d|n}\varphi(d)=n\)(不证了).
设 \(f(n)=n\),则\(f(n)=\sum_{d|n}\varphi(d)\).
那么 \(\varphi(n)=\sum_{d|n}f(\frac{n}{d})\mu(d)\)
即 \(\sum_{d|n}\frac{n}{d}\mu(d)=\varphi(n)\).
//前缀和不要忘取模。。
#include<cstdio>
#include<cstring>
typedef long long LL;
const int N=4500000,mod=1e9+7;
int P[N>>2],cnt,phi[N+3];
LL n,sum[N+3],sum2[100000];
bool Not_P[N+3];
void Init()
{
phi[1]=1;
for(int i=2;i<=N;++i)
{
if(!Not_P[i]) P[++cnt]=i,phi[i]=i-1;
for(int j=1;j<=cnt&&i*P[j]<=N;++j)
{
Not_P[i*P[j]]=1;
if(i%P[j]) phi[i*P[j]]=phi[i]*(P[j]-1);
else {phi[i*P[j]]=phi[i]*P[j]; break;}
}
}
for(int i=1;i<=N;++i) sum[i]=sum[i-1]+phi[i], sum[i]>=mod?sum[i]-=mod:0;
}
LL FP(LL x,LL k)
{
LL t=1;
for(;k;k>>=1,x=x*x%mod)
if(k&1) t=t*x%mod;
return t;
}
const LL inv2=FP(2,mod-2);
LL Calc(LL x)
{
if(x<=N) return sum[x];
else if(~sum2[n/x]) return sum2[n/x];
LL t=x%mod, res=t*(t+1)%mod*inv2%mod;
for(LL i=2,las;i<=x;i=las+1)
las=x/(x/i),(res-=(las-i+1)*Calc(x/i)%mod)%=mod;
return sum2[n/x]=(res+mod)%mod;
}
int main()
{
Init();//scanf("%I64d",&n);
scanf("%lld",&n);
memset(sum2,0xff,sizeof sum2);
LL res=0;
for(LL i=1,las,t;i<=n;i=las+1)
las=n/(n/i), t=n/i%mod, (res+=t*t%mod*(Calc(las)-Calc(i-1)+mod)%mod)%=mod;
printf("%lld",res);
return 0;
}//9800581876
51Nod.1237.最大公约数之和 V3(莫比乌斯反演 杜教筛 欧拉函数)的更多相关文章
- 2019年南京网络赛E题K Sum(莫比乌斯反演+杜教筛+欧拉降幂)
目录 题目链接 思路 代码 题目链接 传送门 思路 首先我们将原式化简: \[ \begin{aligned} &\sum\limits_{l_1=1}^{n}\sum\limits_{l_2 ...
- 51nod 1220 约数之和【莫比乌斯反演+杜教筛】
首先由这样一个式子:\( d(ij)=\sum_{p|i}\sum_{q|j}[gcd(p,q)==1]\frac{pj}{q} \)大概感性证明一下吧我不会证 然后开始推: \[ \sum_{i=1 ...
- [复习]莫比乌斯反演,杜教筛,min_25筛
[复习]莫比乌斯反演,杜教筛,min_25筛 莫比乌斯反演 做题的时候的常用形式: \[\begin{aligned}g(n)&=\sum_{n|d}f(d)\\f(n)&=\sum_ ...
- 【bzoj3930】[CQOI2015]选数 莫比乌斯反演+杜教筛
题目描述 我们知道,从区间[L,H](L和H为整数)中选取N个整数,总共有(H-L+1)^N种方案.小z很好奇这样选出的数的最大公约数的规律,他决定对每种方案选出的N个整数都求一次最大公约数,以便进一 ...
- [BZOJ 3930] [CQOI 2015]选数(莫比乌斯反演+杜教筛)
[BZOJ 3930] [CQOI 2015]选数(莫比乌斯反演+杜教筛) 题面 我们知道,从区间\([L,R]\)(L和R为整数)中选取N个整数,总共有\((R-L+1)^N\)种方案.求最大公约数 ...
- 51NOD 1237 最大公约数之和 V3 [杜教筛]
1237 最大公约数之和 V3 题意:求\(\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n(i,j)\) 令\(A(n)=\sum_{i=1}^n(n,i) = \sum_{d\mid n}d \c ...
- NOI 2016 循环之美 (莫比乌斯反演+杜教筛)
题目大意:略 洛谷传送门 鉴于洛谷最近总崩,附上良心LOJ链接 任何形容词也不够赞美这一道神题 $\sum\limits_{i=1}^{N}\sum\limits_{j=1}^{M}[gcd(i,j) ...
- 51nod 1237 最大公约数之和 V3【欧拉函数||莫比乌斯反演+杜教筛】
用mu写lcm那道卡常卡成狗(然而最后也没卡过去,于是写一下gcd冷静一下 首先推一下式子 \[ \sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{n}gcd(i,j) \] \[ \sum_{i= ...
- 51nod 1237 最大公约数之和 V3(杜教筛)
[题目链接] https://www.51nod.com/onlineJudge/questionCode.html#!problemId=1237 [题目大意] 求[1,n][1,n]最大公约数之和 ...
随机推荐
- 【转】Linux中包管理与定时任务
[转]Linux中包管理与定时任务 第1章 软件查询 1.1 查询软件是否安装 rpm -qa |grep cron 查询是否安装了这个软件. [root@znix ~]# rpm -qa |grep ...
- Ubuntu14.04+caffe+CPU
刚刚在上篇博客记录了windows10下GPU版本caffe的安装,正准备跑跑论文里的代码,发现好多命令都是.sh命令,这是linux系统的脚本文件.不能直接在windows下运行,于是我想把.sh转 ...
- python日志和异常
“日志”转载:http://www.cnblogs.com/dkblog/archive/2011/08/26/2155018.html "异常"转载:http://www.cnb ...
- The videobuf2 API【转】
转自:https://blog.csdn.net/paul_liao/article/details/8986999 The videobuf2 API Author:CJOK Contact:cjo ...
- C/C++:.hpp与.h区别
原文地址:http://blog.csdn.net/f_zyj/article/details/51735416 .hpp,本质就是将.cpp的实现代码混入.h头文件当中,定义与实现都包含在同一文件, ...
- python语法小应用---列表和元组
声明:本文章为参考总结CSDN上知识点所获,只是用来总结自己学习而用,如有侵权,会删除! 列表(list): 列表就像一个线性容器,但是比C++的 lis t扩展多得多 列表里的元素可以是相同类型,也 ...
- Expm 2_2 查找中项问题
对于长度为n的整型数组A,随机生成其数组元素值,然后实现一个线性时间的算法,在该数组中查找其中项. package org.xiu68.exp.exp3; import java.util.Array ...
- Java基础99 待续
1.待续 原创作者:DSHORE 作者主页:http://www.cnblogs.com/dshore123/ 原文出自:https://www.cnblogs.com/dshore123/p/107 ...
- jade(pug)学习和使用
由于版权问题,现已改名pug.但无须担心,几乎没什么区别.就算依然使用jade也不会有太大影响. 慢慢迁移过渡即可 # 官网 https://pugjs.org # github https:// ...
- LeetCode(7):颠倒整数
Easy! 题目描述:给定一个范围为 32 位 int 的整数,将其颠倒. 例1: 输入:132 输出:321 例2: 输入:-123 输出:-321 例3: 输入:120 输出:21 注意:假设我们 ...