题目

P4240 毒瘤之神的考验

神仙题\(emmm\)

前置

首先有一个很神奇的性质:

\(\varphi(ij)=\dfrac{\varphi(i)\varphi(j)gcd(i,j)}{\varphi(gcd(i,j))}\)

证明:

\[\begin{aligned}
\varphi(i)\varphi(j) &= i\prod\limits_{p|i}\frac{p-1}{p}j\prod\limits_{p|j}\frac{p-1}{p}\\
&= ij\prod\limits_{p|ij}\frac{p-1}{p}\prod\limits_{q|gcd(i,j)}\frac{p-1}{p}
\end{aligned}\]

\[\therefore \varphi(i)\varphi(j)gcd(i,j)=\varphi(ij)\varphi(gcd(i,j))
\]

具体做法

求\(\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^m\varphi(i,j)\)

我们最终是能得到:$$\begin{aligned}

\sum\limits_{i=1}{n}\sum\limits_{j=1}{m}\varphi(ij)=\sum\limits_{T=1}n\sum\limits_{k|T}\mu(\frac{T}{k})\frac{k}{\varphi(k)}\sum\limits_{i=1}{\lfloor\frac{n}{T}\rfloor}\varphi(iT)\sum\limits_{j=1}^{\lfloor\frac{m}{T}\rfloor}\varphi(jT)\

\end{aligned}$$

网上好像很多人的证明都有些错误

证明:

\[\begin{aligned}\\
Ans=&\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{m}\varphi(ij)\\
=&\sum\limits_{i=1}^n \sum\limits_{j=1}^m \varphi(i)\varphi(j)\frac{gcd(i,j)}{\varphi(gcd(i,j))}\\
=&\sum\limits_{d=1}^n\sum\limits_{i=1}^n\sum\limits_{j=1}^m\varphi(i)\varphi(j)\frac{d}{\varphi(d)}[gcd(i,j)=d]\\
=&\sum\limits_{d=1}^n\sum\limits_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}\sum\limits_{j=1}^{\lfloor\frac{m}{d}\rfloor}\varphi(id)\varphi(jd)\frac{d}{\varphi(d)}[gcd(i,j)=1]\\
=&\sum\limits_{d=1}^n\sum\limits_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}\sum\limits_{j=1}^{\lfloor\frac{m}{d}\rfloor}\varphi(id)\varphi(jd)\frac{d}{\varphi(d)}\sum\limits_{k|i,k|j}\mu(k)\\
=&\sum\limits_{d=1}^n\frac{d}{\varphi(d)}\sum\limits_{k=1}^{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}\mu(k)\sum\limits_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{dk}\rfloor}\varphi(idk)\sum\limits_{j=1}^{\lfloor\frac{m}{dk}\rfloor}\varphi(jdk)\\
=&\sum\limits_{T=1}^n\sum\limits_{k|T}\mu(\frac{T}{k})\frac{k}{\varphi(k)}\sum\limits_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{T}\rfloor}\varphi(iT)\sum\limits_{j=1}^{\lfloor\frac{m}{T}\rfloor}\varphi(jT)\\
\end{aligned}\]

看我们最终得到的式子,多次查询完全在线做,参数这么多时间肯定承受不住

\(\sum\limits_{k|T}\mu(\frac{T}{k})\frac{k}{\varphi(k)}\)设有函数\(F(x)=\sum\limits_{k|x}\mu(\frac{x}{k})\frac{k}{\varphi(k)}\)再普通不过就不多讲了

\(\sum\limits_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{T}\rfloor}\varphi(iT)\)参数有两个,设有函数\(G(y,x)=\sum\limits_{i=1}^{x}\varphi(iy)\)

显然\(G(y,x)=G(y,x-1)+\varphi(xy)\)

整个式子设为函数\(S(y,z,x)=\sum\limits_{T=1}^x\sum\limits_{k|T}\mu(\frac{T}{k})\frac{k}{\varphi(k)}\sum\limits_{i=1}^{y}\varphi(iT)\sum\limits_{j=1}^{z}\varphi(jT)\)

显然\(S(y,z,x)=S(y,z,x-1)+F[x]*G(x,y)*G(x,z)\)

\(F(x)(x<=n),G(y,x)(x<=n,y<=B),S(y,z,x)(x<=n,y,z<=B)\)

B是自己取的任意参数,或许你会想\(\frac{n}{T}>B\)怎么办,\(\Rightarrow T<\frac{n}{B}\),这部分暴力算,后面分块

#include<cstring>
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<vector>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int B=35;
const int maxn=1e5+9;
const LL p=998244353;
inline int Read(){
int x(0),f(1); char c=getchar();
while(c<'0'||c>'9'){
if(c=='-') f=-1; c=getchar();
}
while(c>='0'&&c<='9')
x=(x<<3)+(x<<1)+c-'0',c=getchar();
return x*f;
}
bool visit[maxn];
int mu[maxn],phi[maxn],prime[maxn];
int *G[maxn],*S[B+1][B+1],F[maxn];
int inv[maxn]; inline void First(LL N){
mu[1]=phi[1]=inv[1]=1;
int tot(0);
for(int i=2;i<=N;++i){
if(!visit[i]){
prime[++tot]=i,
mu[i]=-1,
phi[i]=i-1;
}
for(int j=1;j<=tot&&i*prime[j]<=N;++j){
visit[i*prime[j]]=true;
if(i%prime[j]==0){
phi[i*prime[j]]=phi[i]*prime[j];
break;
}else{
phi[i*prime[j]]=phi[i]*phi[prime[j]],
mu[i*prime[j]]=-mu[i];
}
}
}
for(int i=2;i<=N;++i)
inv[i]=p-1ll*p/i*inv[p%i]%p;
for(int i=1;i<=N;++i)
for(int j=1;j*i<=N;++j)
F[i*j]=1ll*(1ll*F[i*j]+1ll*i*inv[phi[i]]%p*mu[j]%p)%p;
for(int i=1;i<=N;++i){
G[i]=new int [N/i+1];
G[i][0]=0;
for(int j=1;j<=N/i;++j)
G[i][j]=1ll*(1ll*G[i][j-1]+1ll*phi[j*i])%p;
}
for(int j=1;j<=B;++j)
for(int k=1;k<=B;++k){
int len(N/(max(j,k)));
S[j][k]=new int [len+1];
S[j][k][0]=0;
for(int i=1;i<=len;++i)
S[j][k][i]=1ll*(1ll*S[j][k][i-1]+1ll*F[i]*G[i][j]%p*G[i][k]%p)%p;
}
}
inline LL Solve(int n,int m){
if(n>m)
swap(n,m);
LL ans(0);
for(int i=1;i<=m/B;++i)
ans=(ans+1ll*F[i]*G[i][n/i]%p*G[i][m/i]%p)%p;
for(int l=m/B+1,r;l<=n;l=r+1){
r=min(n/(n/l),m/(m/l));
ans=(ans+1ll*(S[n/l][m/l][r]-S[n/l][m/l][l-1]+p)%p)%p;
}
return ans;
}
int main(){
int T=Read();
First(100000);
while(T--){
int n(Read()),m(Read());
printf("%lld\n",Solve(n,m));
}
return 0;
}/*
3
1 1
2 2
3 3 1 5 19
*/

P4240 毒瘤之神的考验的更多相关文章

  1. 洛谷 P4240 毒瘤之神的考验 解题报告

    P4240 毒瘤之神的考验 题目背景 \(\tt{Salamander}\)的家门口是一条长长的公路. 又是一年春天将至,\(\tt{Salamander}\)发现路边长出了一排毒瘤! \(\tt{S ...

  2. 洛谷 P4240 - 毒瘤之神的考验(数论+复杂度平衡)

    洛谷题面传送门 先扯些别的. 2021 年 7 月的某一天,我和 ycx 对话: tzc:你做过哪些名字里带"毒瘤"的题目,我做过一道名副其实的毒瘤题就叫毒瘤,是个虚树+dp yc ...

  3. 洛谷P4240 毒瘤之神的考验 【莫比乌斯反演 + 分块打表】

    题目链接 洛谷P4240 题解 式子不难推,分块打表真的没想到 首先考虑如何拆开\(\varphi(ij)\) 考虑公式 \[\varphi(ij) = ij\prod\limits_{p | ij} ...

  4. 从 [P4240 毒瘤之神的考验] 谈 OI 中的美学

    感觉这题真的特别有意思,涉及了 OI 中很多非常有意思.非常美的手法,比如--平衡两部分的时间复杂度.\(n \ln n\) 的那个 Trick等等,真的一种暴力的美学. 题目大意: 多组询问,求 \ ...

  5. [luogu 4240] 毒瘤之神的考验

    题目背景 Salamander的家门口是一条长长的公路. 又是一年春天将至,Salamander发现路边长出了一排毒瘤! Salamander想带一些毒瘤回家,但是,这时毒瘤当中钻出来了一个毒瘤之神! ...

  6. luogu 4240 毒瘤之神的考验 (莫比乌斯反演)

    题目大意:略 题面传送门 果然是一道神duliu题= = 出题人的题解传送门 出题人的题解还是讲得很明白的 1.关于$\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{m ...

  7. Luogu 4240:毒瘤之神的考验

    传送门 Sol 分开考虑 \(\varphi(ij)\) 中 \(ij\) 的质因子 那么 \[\varphi(ij)=\frac{\varphi(i)\varphi(j)gcd(i,j)}{\var ...

  8. luogu4240 毒瘤之神的考验(毒瘤乌斯反演)

    link 题意:求出\(\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^m\varphi(ij)\),对998244353取模 多组数据,\(T\le 10^4,n,m\le 10^5\). 前置知识: ...

  9. Luogu4240 毒瘤之神的考验 莫比乌斯反演、根号分治

    传送门 首先有\(\varphi(ij) = \frac{\varphi(i) \varphi(j) \gcd(i,j)}{\varphi(\gcd(i,j))}\),把欧拉函数的定义式代入即可证明 ...

随机推荐

  1. 【SpringMVC学习11】SpringMVC中的拦截器

    Springmvc的处理器拦截器类似于Servlet 开发中的过滤器Filter,用于对处理器进行预处理和后处理.本文主要总结一下springmvc中拦截器是如何定义的,以及测试拦截器的执行情况和使用 ...

  2. nightwatch-js -- test group

    Test group 可以将你的测试脚本划分到组中,并根据需要运行它们.要将测试组合在一起,只需将它们放在相同的子文件夹中,文件夹的名字即是组的名字.例如:lib/├── selenium-serve ...

  3. BGP双线的真真假假

    BGP双线的真真假假: 国内不少IDC服务商都号称自己是“真正的双线”.“双线单IP”.“全路由双线”,但是,这其中有没有水分?他们都是BGP双线?BGP的门槛真的这么低吗? 首先,要构建真正的BGP ...

  4. Atitit.pdf 预览 转换html attilax总结

    Atitit.pdf 预览 转换html attilax总结 1. Swf flash还是html1 2. pdf2htmlEX1 3. iText 5.5.0 发布,Java 的 PDF 操作类库1 ...

  5. SRIO常用缩写

    HELLO:Header Encoded Logical Layer Optimized (HELLO) format FTYPE:format type TTYPE:transaction type ...

  6. [译]NeHe教程 - 创建一个OpenGL窗体

    原文: Setting Up An OpenGL Window 欢迎阅读我的OpenGL教程.我是一个热爱OpenGL的普通码农!我第一次听到OpenGL是在3Dfx刚发布他们给Voodoo I显卡的 ...

  7. apache占用内存高解决办法

    我用512M的vps,访问量不大,但内存占用很大,甚至宕机. 我用top,然后shitf+m发现,httpd占用内存极大.经过网上找资料设置后,用过一段时间终于没再出现内存问题了. 首先查找配置文件的 ...

  8. 如何在Windows 10 IoT Core中添加其他语言的支持,如中文

    目前很多开发者已经开始使用Windows 10 IoT来做物联网领域的开发了,目前Windows 10 IoT Core的版本支持树莓派2(以及新出的树莓派3).Minnowboard Max以及Dr ...

  9. publish over ssh 实现 Jenkins 远程部署

    Jenkins远程部署,一开始没有任何头绪,想了很多方案. 因为两台机器都是windows系统,所以想到publish over cifs, 但是这个网上资料太少,貌似只能内网使用.又想到了Jenki ...

  10. java中的多线程高并发与负载均衡的用途

    感觉对于这两问题的描述,大家很迷惑把 .下面我就介绍一下: 一; 什么是java的高并发,在什么情况下产生的? 答:如果网站的访问量非常大的话,我们就应该考虑高并发的情况. 高并发的时候就是有很多用户 ...