51nod1847 奇怪的数学题 (Min_25筛+第二类斯特林数)
\(\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n\mathrm{sgcd}(i,j)^k=\sum_{p=1}^ns(p)^k\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n[\gcd(i,j)=p]=\sum_{p=1}^ns(p)^k(-1+2\sum_{i=1}^{n/p}\varphi(i))\)
由于 \(n\) 的范围是 \(10^9\) ,对于后面的我们最多只有根号种取值,根据套路,可以杜教筛/Min_25筛一波。
至于前面的东西,我们可以考虑Min_25筛的过程:
Min_25筛我们设 \(g(n,j)\) 为2~n内素数或最小质因子\(\ge p_j\)的数的\(k\)次方的和
考虑转移:
\(g(n,j)=g(n,j-1)-p_j^k(g(a/p_j,j-1)-g(p_{j-1},j-1)) (n\ge p_j^2)\)
我们发现后面减去的 \(p_j^k(g(a/p_j,j-1)-g(p_{j-1},j-1))\) 就是最小质因子恰为 \(p_j\) 的合数的k次方的和
那么 \(g(a/p_j,j-1)-g(p_{j-1},j-1)\) 就是[1, n]内这最小质因子为 \(p_j\) 的合数的 \(s(x)^k\) 的和。
我们对于每个n/x向下取整开一个数,记录每个 j 的这个值,然后差分一下就是区间的答案了。(注意加上质数的贡献,也就是区间质数个数)
预处理Min_25筛的数组时,由于模数是合数,所以不能拉格朗日插值,要用第二类斯特林数:
\(\sum_{i=1}^ni^k=\sum_{i=1}^n\sum_{j=0}^k\{^k_j\}{i\choose j}j!=\sum_{j=0}^k\{^k_j\}j!\sum_{i=1}^n{i\choose j}=\sum_{j=0}^k\{^k_j\}j!{n+1\choose j+1}=\sum_{j=0}^k\{^k_j\}\frac{n+1^{\underline{j+1}}}{j+1}\)
phi用Min_25筛的代码:(观察txc巨佬的)
#include <cstdio>
#include <cmath>
#define int unsigned
using namespace std;
int n, m, k, sqt, tot;
int a[233333], g0[233333], g1[233333], gk[233333], gphi[233333], ans[233333], prime[233333], s[233][233];
int getid(int x) { return x <= sqt ? x : m - n / x + 1; }
int qsum(int n)
{
int ans = 0;
for (int i = 0; i <= k; i++)
{
int tmp = 1;
for (int j = 0; j <= i; j++) //(n - j + 1)
if ((n - j + 1) % (i + 1) == 0) tmp *= ((n - j + 1) / (i + 1));
else tmp *= (n - j + 1);
ans += tmp * s[k][i];
}
return ans;
}
signed main()
{
scanf("%u%u", &n, &k), sqt = sqrt(n);
s[0][0] = 1;
for (int i = 1; i <= k; i++) for (int j = 1; j <= i; j++) s[i][j] = s[i - 1][j] * j + s[i - 1][j - 1];
for (int i = 1; i <= n; i = a[m] + 1)
{
a[++m] = n / (n / i);
gk[m] = qsum(a[m]) - 1;
g1[m] = a[m] * (long long)(a[m] + 1) / 2 - 1;
g0[m] = a[m] - 1;
}
for (int i = 1; i <= sqt; i++) if (g0[i] != g0[i - 1])
{
prime[++tot] = i;
int tmp = 1;
for (int t = 1; t <= k; t++) tmp *= i;
for (int j = m; a[j] >= i * i; j--)
{
int id = getid(a[j] / i);
gk[j] -= tmp * (gk[id] - gk[i - 1]);
ans[j] += gk[id] - gk[i - 1];
g1[j] -= i * (g1[id] - g1[i - 1]);
g0[j] -= g0[id] - g0[i - 1];
}
}
for (int i = 1; i <= m; i++) gphi[i] = (g1[i] -= g0[i]);
for (int i = tot; i >= 1; i--)
for (int j = m; a[j] >= prime[i] * prime[i]; j--)
for (int x = prime[i], f = x - 1; x * (long long)prime[i] <= a[j]; x *= prime[i], f *= prime[i])
gphi[j] += f * (gphi[getid(a[j] / x)] - g1[prime[i]] + prime[i]);
int res = 0;
for (int i = 2; i <= m; i++) res += (ans[i] - ans[i - 1] + g0[i] - g0[i - 1]) * (2 * gphi[m - i + 1] + 1);
printf("%u\n", res);
return 0;
}
phi用杜教筛写的代码:
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;
#define int unsigned
int n, k, sqt;
int a[233333], g0[233333], gk[233333], prime[233333], ans[233333], tot, m;
int s[60][60];
int phi[233333], mem[233333];
bool vis[233333];
int qid(int x) { return x <= sqt ? x : m - n / x + 1; }
int qsum(int x, int k)
{
int ans = 0;
for (int i = 0; i <= k; i++)
{
int tmp = 1;
for (int j = 0; j <= i; j++)
{
if ((x + 1 - j) % (i + 1) == 0) tmp *= (x + 1 - j) / (i + 1);
else tmp *= x + 1 - j;
}
ans += tmp * s[k][i];
}
return ans;
}
int chuphi(int id)
{
if (a[id] <= sqt) { return phi[a[id]]; }
if (mem[id] != 0xffffffff) return mem[id];
int n = a[id], ans = n * (n + 1) / 2;
for (int i = 2; i <= n; i = n / (n / i) + 1)
ans -= chuphi(qid(n / i)) * (n / (n / i) - i + 1);
return mem[id] = ans;
}
signed main()
{
memset(mem, 0xff, sizeof(mem)); phi[1] = 1;
scanf("%u%u", &n, &k), sqt = sqrt(n);
s[0][0] = 1;
for (int i = 1; i <= k; i++) for (int j = 1; j <= k; j++) s[i][j] = s[i - 1][j - 1] + j * s[i - 1][j];
for (int i = 1; i <= n; i = a[m] + 1)
{
a[++m] = n / (n / i);
g0[m] = a[m] - 1;
gk[m] = qsum(a[m], k) - 1;
}
for (int i = 1; i <= sqt; i++)
{
if (g0[i] != g0[i - 1])
{
prime[++tot] = i, phi[i] = i - 1;
int tmp = 1; for (int j = 1; j <= k; j++) tmp *= i;
for (int j = m; a[j] >= i * i; j--)
{
int id = qid(a[j] / i);
g0[j] -= g0[id] - g0[i - 1];
gk[j] -= tmp * (gk[id] - gk[i - 1]);
ans[j] += gk[id] - gk[i - 1];
}
}
for (int j = 1; j <= tot && i * prime[j] <= sqt; j++)
{
if (i % prime[j] == 0) { phi[i * prime[j]] = phi[i] * prime[j]; break; }
phi[i * prime[j]] = phi[i] * (prime[j] - 1);
}
phi[i] += phi[i - 1];
}
int res = 0;
for (int i = 1; i <= m; i++)
{
res += (ans[i] - ans[i - 1] + g0[i] - g0[i - 1]) * (2 * chuphi(m - i + 1) - 1);
}
printf("%u\n", res);
return 0;
}
51nod1847 奇怪的数学题 (Min_25筛+第二类斯特林数)的更多相关文章
- 【51NOD 1847】奇怪的数学题(莫比乌斯反演,杜教筛,min_25筛,第二类斯特林数)
[51NOD 1847]奇怪的数学题(莫比乌斯反演,杜教筛,min_25筛,第二类斯特林数) 题面 51NOD \[\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^nsgcd(i,j)^k\] 其中\( ...
- 【51NOD1847】奇怪的数学题 min_25筛
题目描述 记\(sgcd(i,j)\)为\(i,j\)的次大公约数. 给你\(n\),求 \[ \sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n{sgcd(i,j)}^k \] 对\(2^{32}\) ...
- 【BZOJ2159】Crash的文明世界(第二类斯特林数,动态规划)
[BZOJ2159]Crash的文明世界(第二类斯特林数,动态规划) 题面 BZOJ 洛谷 题解 看到\(k\)次方的式子就可以往二项式的展开上面考,但是显然这样子的复杂度会有一个\(O(k^2)\) ...
- BZOJ 2159: Crash 的文明世界(组合数学+第二类斯特林数+树形dp)
传送门 解题思路 比较有意思的一道数学题.首先\(n*k^2\)的做法比较好想,就是维护一个\(x^i\)这种东西,然后转移的时候用二项式定理拆开转移.然后有一个比较有意思的结论就是把求\(x^i\) ...
- 【BZOJ5093】图的价值(第二类斯特林数,组合数学,NTT)
[BZOJ5093]图的价值(第二类斯特林数,组合数学,NTT) 题面 BZOJ 题解 单独考虑每一个点的贡献: 因为不知道它连了几条边,所以枚举一下 \[\sum_{i=0}^{n-1}C_{n-1 ...
- 【BZOJ4555】求和(第二类斯特林数,组合数学,NTT)
[BZOJ4555]求和(第二类斯特林数,组合数学,NTT) 题面 BZOJ 题解 推推柿子 \[\sum_{i=0}^n\sum_{j=0}^iS(i,j)·j!·2^j\] \[=\sum_{i= ...
- CF932E Team Work(第二类斯特林数)
传送门:CF原网 洛谷 题意:给定 $n,k$,求 $\sum\limits^n_{i=1}\dbinom{n}{i}i^k\bmod(10^9+7)$. $1\le n\le 10^9,1\le k ...
- HDU - 4625 JZPTREE(第二类斯特林数+树DP)
https://vjudge.net/problem/HDU-4625 题意 给出一颗树,边权为1,对于每个结点u,求sigma(dist(u,v)^k). 分析 贴个官方题解 n^k并不好转移,于是 ...
- 【CF961G】Partitions 第二类斯特林数
[CF961G]Partitions 题意:给出n个物品,每个物品有一个权值$w_i$,定义一个集合$S$的权值为$W(S)=|S|\sum\limits_{x\in S} w_x$,定义一个划分的权 ...
随机推荐
- Java-集合条件筛选
import java.lang.reflect.Field; import java.lang.reflect.Modifier; import java.util.ArrayList; impor ...
- "分辨率"到底是个什么概念?它和DPI之间是什么关系?
"分辨率"到底是个什么概念?它和DPI之间是什么关系? 分辨率:显示分辨率(屏幕分辨率)是屏幕图像的精密度,是指显示器所能显示的像素有多少.由于屏幕上的点.线和面都是由像素组成的, ...
- 白盒测试实践项目(day6)
胡俊辉负责JUint测试部分,了解JUint测试的方法,并对其他成员介绍JUint的使用,负责JUnit部分相关文档的编写,负责博客园博客的维护,负责小组成员的任务分类与管理. 李建文负责代码复审部分 ...
- java网站如何集成facebook第三方登录
第一次接触Facebook第三方登录,可能有些地方做的并不全面,只是尝试着做了一个小demo,因为国内接入Facebook的项目并不多,并且多数都是Android或iOS的实现,所以资料也特别少,在此 ...
- HDU 4514 湫湫系列故事――设计风景线 (树形DP)
题意:略. 析:首先先判环,如果有环直接输出,用并查集就好,如果没有环,那么就是一棵树,然后最长的就是树的直径,这个题注意少开内存,容易超内存, 还有用C++交用的少一些,我用G++交的卡在32764 ...
- Thinkphp 导出大量数据 csv格式
public function test2() { $user_count = M('department')->count(); $page = ceil($user_count / 1000 ...
- (转)深入理解最强桌面地图控件GMAP.NET --- 百度地图
原文地址:http://www.cnblogs.com/enjoyeclipse/archive/2013/01/14/2859026.html 前两篇介绍了GMAP.NET的一些基本功能和如何在自己 ...
- ibatis源码学习3_源码包结构
ibatis的技术是从xml里面字符串转换成JAVA对象,对象填充JDBC的statement查询,然后从resultset取对象返回,另外利用ThreadLocal实现线程安全,JDBC保证了事务控 ...
- delphi实现窗体组建随窗体大小改变而改变
在网上查了许多资料去论述如何在dephi中去实现组件随窗口大小的变化而变化,然都不尽如人意.有人说用组件的align + anchors 这两个属性去控制,但是我用了之后,让我大惊失色.把anchor ...
- 强大的CSS 属性选择符 配合 stylish 屏蔽新浪微博信息流广告
新建一条微博域名下的规则: @-moz-document domain("weibo.com") { #v6_pl_rightmod_rank,#v6_pl_rightmod_ad ...