• luogu P3327 [SDOI2015]约数个数和 莫比乌斯反演


    题面

    我的做法基于以下两个公式:

    [[n=1]=sum_{d|n}mu(d) ]

    [sigma_0(i*j)=sum_{x|i}sum_{y|j}[gcd(x,y)=1] ]

    其中(sigma_0(n))表示(n)的约数个数

    第一个公式是莫比乌斯函数的基本性质,至于第二个公式的证明,可以考虑(i*j)中每一个质因子对 (sigma_0(i*j)) 的贡献,对于一个质因子 (p) ,若它在 (i) 中的次数为 (k_1) ,它在 (j) 中的次数为 (k_2) ,则在 (sigma_0(i*j))(p)的贡献为((k_1+k_2+1))(约数个数计算公式),而在(gcd(x,y)=1)的情况下,要么(x)(p)的次数为0,要么(y)(p)的次数为0,一共有((k_1+k_2+1))种方案,与(i*j)中的贡献相同,所以等式左右两边相等。

    然后就可以愉快的推式子啦!

    [sum_{i=1}^{n} sum_{j=1}^{m}sigma_0(i*j) ]

    [sum_{i=1}^{n} sum_{j=1}^{m}sum_{x|i}sum_{y|j}[gcd(x,y)=1] ]

    [sum_{x=1}^{n}sum_{y=1}^m sum_{i=1}^{lfloor frac{n}{x} floor } sum_{j=1}^{lfloor frac{m}{y} floor} [gcd(x,y)=1] ]

    [sum_{x=1}^{n}sum_{y=1}^m lfloor frac{n}{x} floor lfloor frac{m}{y} floor sum_{k|gcd(x,y)}mu(k) ]

    [sum_{k=1}^{n}sum_{x=1}^{lfloor frac{n}{k} floor}sum_{y=1}^{lfloor frac{m}{k} floor} lfloor frac{n}{kx} floor lfloor frac{m}{ky} floormu(k) ]

    [sum_{k=1}^{n}mu(k)(sum_{x=1}^{lfloor frac{n}{k} floor}lfloorfrac{n}{kx} floor)(sum_{y=1}^{lfloorfrac{m}{k} floor}lfloorfrac{m}{ky} floor) ]

    然后我们设(S(n)=sum_{i=1}^{n}lfloorfrac{n}{i} floor),显然(S(n))是可以(O(sqrt{n}))计算的

    则上式可化为:

    [sum_{k=1}^{n}mu(k)S(lfloorfrac{n}{k} floor)S({lfloorfrac{m}{k} floor}) ]

    先预处理(S(1)-S(maxn)),然后就可以(O(sqrt{n}))回答每组询问啦!

    代码:

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    #define N 50007
    #define ll long long
    const int lim=50000;
    ll s[N];
    int ui[N],pr[N],cnt;
    bool zhi[N];
    void Init()
    {
    	int i,j;
    	ui[1]=1;
    	for(i=2;i<=lim;i++)
    	{
    		if(!zhi[i])
    		{
    			pr[++cnt]=i;
    			ui[i]=-1;
    		}
    		for(j=1;j<=cnt&&i*pr[j]<=lim;j++)
    		{
    			int p=pr[j],x=i*p;
    			zhi[x]=true;
    			if(i%p==0)
    			{
    				ui[x]=0;
    				break;
    			}
    			ui[x]=-ui[i];
    		}
    	}
    	for(i=1;i<=lim;i++)
    		ui[i]+=ui[i-1];
    	for(i=1;i<=lim;i++)
    	{
    		int l,r;
    		for(l=1;l<=i;l=r+1)
    		{
    			r=i/(i/l);
    			s[i]+=1ll*(r-l+1)*(i/l);
    		}
    	}
    }
    int main()
    {
    	int n,m,t;
    	Init();
    	scanf("%d",&t);
    	while(t--)
    	{
    		scanf("%d%d",&n,&m);
    		int l1=1,r1,l2=1,r2,cur=1;
    		ll ans=0;
    		while(l1<=n&&l2<=m)
    		{
    			int l,r;
    			r1=n/(n/l1),r2=m/(m/l2);
    			l=cur;
    			if(r1<r2)r=r1,cur=l1=r1+1;
    			else r=r2,cur=l2=r2+1;
    			ans+=1ll*(ui[r]-ui[l-1])*s[n/l]*s[m/l];
    		}
    		printf("%lld
    ",ans);
    	}
    	return 0;
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/lishuyu2003/p/11257123.html
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