简要题意:
求
[sum_{i=a}^b sum_{j=c}^d [gcd(i,j)==k]
]
共 (T) 组询问.
本题没有部分分,直接考虑一个式子:
[sum_{i=1}^a sum_{j=1}^b [gcd(i,j)==k]
]
[= sum_{i=1}^{lfloor frac{a}{k}
floor} sum_{j=1}^{lfloor frac{b}{k}
floor} [gcd(i,j)==1]
]
[= sum_{i=1}^{lfloor frac{a}{k}
floor} sum_{j=1}^{lfloor frac{b}{k}
floor} sum_{d | gcd(i,j)} mu_d
]
[= sum_{d=1}^{min(a,b)} mu_d lfloor frac{a}{dk}
floor lfloor frac{b}{dk}
floor
]
上面每一步都是在用 莫比乌斯反演 的性质,不加解释。
那么,我们只需要用 (O(n)) 的时间预处理 (mu),就可以用 整除分块 在 (O(sqrt{min(a,b)})) 的时间内求解这样一个式子。
那么,已知 (k),令:
[f_{a,b} = sum_{i=1}^a sum_{j=1}^b [gcd(i,j)==k]
]
则:
[sum_{i=a}^b sum_{j=c}^d [gcd(i,j)==k] = f_{b,d} - f_{b,c-1} - f_{a-1,d} + f_{a-1,c-1}
]
(可以稍微参考一下二维前缀和得出)
所以我们以 (O(5 imes 10^4)) 预处理,(O(n sqrt{min(a,b)})) 询问解决了本题。
时间复杂度:(O(a + nsqrt{a})).
实际得分:(100pts).(需要适度卡常)
#pragma GCC optimize(2)
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N=1e6+1;
inline ll read(){char ch=getchar(); ll f=1; while(ch<'0' || ch>'9') {if(ch=='-') f=-f; ch=getchar();}
ll x=0;while(ch>='0' && ch<='9') x=(x<<3)+(x<<1)+ch-'0',ch=getchar();return x*f;}
int prime[N],mu[N],sum[N];
int cnt=0,k; bool h[N];
inline void Euler(int n) {
mu[1]=1; for(register int i=2;i<=n;i++) {
if(!h[i]) mu[i]=-1,prime[++cnt]=i;
for(int j=1;j<=cnt && i*prime[j]<=n;j++) {
h[i*prime[j]]=1;
if(i%prime[j]==0) break;
mu[i*prime[j]]-=mu[i];
}
} for(int i=1;i<=n;i++) sum[i]=sum[i-1]+mu[i];
} //预处理 mu 的前缀和
inline int min(int a,int b) {return a<b?a:b;}
inline ll calc(int a,int b) {
ll ans=0;
for(register int i=1;i<=min(a,b);) {
int t=min(a/(a/i),b/(b/i));
ans+=1ll*(a/k/i)*(b/k/i)*(sum[t]-sum[i-1]);
i=t+1;
} return ans; //整除分块
}
int main() {
Euler(N-1); int T=read(); while(T--) {
int a=read(),b=read(),c=read(),d=read(); k=read();
printf("%lld
",calc(b,d)-calc(b,c-1)-calc(a-1,d)+calc(a-1,c-1));
}
return 0;
}