BZOJ3601 一个人的数论 【数论 + 高斯消元】
题目链接
题解
挺神的
首先有
f(n) &= \sum\limits_{x = 1}^{n} x^{d} [(x,n) = 1] \\
&= \sum\limits_{x = 1}^{n} x^{d} \sum\limits_{c|(x,n)}\mu(c) \\
&= \sum\limits_{c|n}\sum\limits_{x = 1}^{\frac{n}{c}} (cx)^{d} \mu(c) \\
&= \sum\limits_{c|n}\mu(c)c^{d}\sum\limits_{x = 1}^{\frac{n}{c}} x^{d} \\
\end{aligned}
\]
我们记
\]
然后就是最匪夷所思的地方,我们大力猜想这是关于\(x\)的一个\(d + 1\)次多项式
即
\]
只需高斯消元得出系数\(a_i\)
【upd:其实很显然,展开\(\sum\limits_{i = 0}^{x - 1}(x - i)^{d}\),\(x^d\)有\(x\)项,合并后就是一个关于\(x\)的\(d + 1\)次多项式】
然后\(f(n)\)可以继续化简
f(n) &= \sum\limits_{c|n}\mu(c)c^{d}g(\frac{n}{c}) \\
&= \sum\limits_{c|n}\mu(c)c^{d}\sum\limits_{i = 1}^{d + 1} a_i(\frac{n}{c})^{i} \\
&= \sum\limits_{i = 1}^{d + 1}a_i\sum\limits_{c|n}\mu(c)c^{d}(\frac{n}{c})^{i}
\end{aligned}
\]
后面是一个狄利克雷卷积
\(F(x) = \mu(x)x^{d}\)是一个积性函数,\(F(x) = x^{i}\)显然也是一个积性函数
两个积性函数的狄利克雷卷积依旧是一个积性函数
所以我们只需计算\(n\)的所有质因子的函数值乘起来
所以我们记
\]
显然只有\(\mu(1)\)和\(\mu(p)\)两项
化简得
\]
可以\(O(1)\)计算
所以式子就化为
\]
\(O(dw)\)计算即可
总复杂度\(O(d^3 + dw)\)
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<map>
#define Redge(u) for (int k = h[u],to; k; k = ed[k].nxt)
#define REP(i,n) for (int i = 1; i <= (n); i++)
#define mp(a,b) make_pair<int,int>(a,b)
#define cls(s) memset(s,0,sizeof(s))
#define cp pair<int,int>
#define LL long long int
using namespace std;
const int maxn = 105,maxm = 1005,INF = 1000000000,P = 1000000007;
inline int read(){
int out = 0,flag = 1; char c = getchar();
while (c < 48 || c > 57){if (c == '-') flag = -1; c = getchar();}
while (c >= 48 && c <= 57){out = (out << 3) + (out << 1) + c - 48; c = getchar();}
return out * flag;
}
int w,d,p[maxm],k[maxm],a[maxn];
int A[maxn][maxn],N;
inline int qpow(int a,LL b){
if (b < 0) b += P - 1;
int re = 1;
for (; b; b >>= 1,a = 1ll * a * a % P)
if (b & 1) re = 1ll * re * a % P;
return re;
}
void gause(){
for (int i = 1; i <= N; i++){
int j = i;
/*for (int k = i + 1; k <= N; k++)
if (A[k][i] > A[j][i]) j = k;
if (j != i) for (int k = i; k <= N + 1; k++) swap(A[j][k],A[i][k]);*/
for (j = i + 1; j <= N; j++){
int t = 1ll * A[j][i] * qpow(A[i][i],P - 2) % P;
for (int k = i; k <= N + 1; k++)
A[j][k] = ((A[j][k] - 1ll * A[i][k] * t % P) % P + P) % P;
}
}
for (int i = N; i; i--){
for (int j = i + 1; j <= N; j++)
A[i][N + 1] = ((A[i][N + 1] - 1ll * a[j] * A[i][j] % P) % P + P) % P;
a[i] = 1ll * A[i][N + 1] * qpow(A[i][i],P - 2) % P;
}
}
void cal(){
N = d + 1;
for (int x = 1; x <= N; x++){
A[x][N + 1] = (A[x - 1][N + 1] + qpow(x,d)) % P;
for (int j = 1; j <= N; j++) A[x][j] = qpow(x,j);
}
gause();
int s1 = 0,s2 = 0;
for (int i = 1; i <= N; i++) s1 = (s1 + 1ll * a[i] * qpow(5,i) % P) % P;
for (int i = 1; i <= 5; i++) s2 = (s2 + qpow(i,d)) % P;
}
void work(){
int ans = 0;
for (int i = 1; i <= N; i++){
int tmp = a[i];
for (int j = 1; j <= w; j++)
tmp = 1ll * tmp * qpow(p[j],1ll * k[j] * i) % P * (((1 - qpow(p[j],d - i)) % P + P) % P) % P;
ans = (ans + tmp) % P;
}
printf("%d\n",ans);
}
int main(){
d = read(); w = read();
REP(i,w) p[i] = read(),k[i] = read();
cal();
work();
return 0;
}
BZOJ3601 一个人的数论 【数论 + 高斯消元】的更多相关文章
- 【BZOJ3601】一个人的数论 高斯消元+莫比乌斯反演
[BZOJ3601]一个人的数论 题解:本题的做法还是很神的~ 那么g(n)如何求呢?显然它的常数项=0,我们可以用待定系数法,将n=1...d+1的情况代入式子中解方程,有d+1个方程和d+1个未知 ...
- BZOJ3601. 一个人的数论(狄利克雷卷积+高斯消元)及关于「前 $n$ 个正整数的 $k$ 次幂之和是关于 $n$ 的 $k+1$ 次多项式」的证明
题目链接 https://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=3601 题解 首先还是基本的推式子: \[\begin{aligned}f_d(n) &a ...
- 【bzoj3601】一个人的数论 莫比乌斯反演+莫比乌斯函数性质+高斯消元
Description Sol 这题好难啊QAQ 反正不看题解我对自然数幂求和那里是一点思路都没有qwq 先推出一个可做一点的式子: \(f(n)=\sum_{k=1}^{n}[(n,k)=1]k^d ...
- [bzoj3601] 一个人的数论 [莫比乌斯反演+高斯消元]
题面 传送门 思路 这题妙啊 先把式子摆出来 $f_n(d)=\sum_{i=1}^n[gcd(i,n)==1]i^d$ 这个$gcd$看着碍眼,我们把它反演掉 $f_n(d)=\sum_{i=1}^ ...
- 【bzoj3601】一个人的数论 莫比乌斯反演+高斯消元
题目描述 题解 莫比乌斯反演+高斯消元 (前方高能:所有题目中给出的幂次d,公式里为了防止混淆,均使用了k代替) #include <cstdio> #include <cstrin ...
- BZOJ-1013 球形空间产生器sphere 高斯消元+数论推公式
1013: [JSOI2008]球形空间产生器sphere Time Limit: 1 Sec Memory Limit: 162 MB Submit: 3662 Solved: 1910 [Subm ...
- 【BZOJ-3143】游走 高斯消元 + 概率期望
3143: [Hnoi2013]游走 Time Limit: 10 Sec Memory Limit: 128 MBSubmit: 2264 Solved: 987[Submit][Status] ...
- 【BZOJ-3270】博物馆 高斯消元 + 概率期望
3270: 博物馆 Time Limit: 30 Sec Memory Limit: 128 MBSubmit: 292 Solved: 158[Submit][Status][Discuss] ...
- *POJ 1222 高斯消元
EXTENDED LIGHTS OUT Time Limit: 1000MS Memory Limit: 10000K Total Submissions: 9612 Accepted: 62 ...
随机推荐
- 粒子群算法(PSO)关于参数w的一些改进方法
(一)线性递减 function [xm,fv] = PSO_lin(fitness,N,c1,c2,wmax,wmin,M,D) format long; % fitness学习函数 % c1学习因 ...
- 3. 第一个程序Hello, World!
第一个接口 HelloWorld 本项目所有代码均可在github上下载. 1. 编辑config.py # 基础配置类 import os class Config(object): ROOT = ...
- k8s环境搭建--基于kubeadm方法
环境 master node: 数量 1, 系统 ubuntu 16.04_amd64 worker node: 数量 1, 系统 ubuntu 16.04_amd64 kubernetes 版本: ...
- tensorflow-gpu与CUDA、CUDNN的版本问题
折腾了将近两天的时间,终于搞好了,感觉把所有的坑都踩过了一遍.....泪牛满面 1.先安装CUDA,并安装,尽量不要下载最新版本的,坑,本机可以下载最新本10.0版本,但与CUDNN和tensorfl ...
- linux获得命令使用帮助
1. 内部命令: help CMD 2. 外部命令: CMD --help 3. 命令手册: manual(所有命令) man CMD 分章节: 1: 用户命令(User Commands - /bi ...
- “秒杀”问题的数据库和SQL设计【转载】
“秒杀”问题的数据库和SQL设计 APRIL 21ST, 2015 问题的来源 完全不考虑一致性的方案 表结构 方案 存在的问题 保证单用户不会重复购买 解决超卖问题 方案 优化 提高性能了 鱼与熊掌 ...
- Scrum立会报告+燃尽图(十二月十日总第四十一次):用户推广
此作业要求参见:https://edu.cnblogs.com/campus/nenu/2018fall/homework/2484 项目地址:https://git.coding.net/zhang ...
- 2017秋-软件工程第十二次作业(一)-PSP总结
[回顾]:回顾开学时的博客并回答相关问题 1.回想一下你曾经对计算机专业的畅想当初你是如何做出选择计算机专业的决定的?经过一个学期,你的看法改变了么,为什么?答:当初的决定是以前的事情,没有改变.经历 ...
- Bing词典vs有道词典比对测试报告
功能篇 核心功能测评:http://www.cnblogs.com/C705/p/4075554.html 细节与用户体验:http://www.cnblogs.com/C705/p/4077112. ...
- 在visual studio中查看源代码
地址:https://docs.microsoft.com/zh-cn/visualstudio/ide/go-to-and-peek-definition?view=vs-2017 在 Visual ...