【洛谷1829】 [国家集训队] Crash的数字表格(重拾莫比乌斯反演)

点此看题面

大致题意:(sum_{i=1}^nsum_{j=1}^mlcm(i,j))

推式子

不会莫比乌斯反演的可以先去看这篇博客:初学莫比乌斯反演

反演题显然就是推式子啊~~~

考虑(lcm)这个东西不好做,所以我们先把它化成(gcd)

[sum_{i=1}^nsum_{j=1}^mfrac{ij}{gcd(i,j)} ]

接下来就是按照套路枚举(gcd)了:

[sum_{d=1}^{min(n,m)}dsum_{i=1}^{lfloorfrac nd floor}sum_{j=1}^{lfloorfrac md floor}ij[gcd(i,j)=1] ]

由于([gcd(i,j)=1])这个式子不好直接搞,因此我们要进行转化。

想到(e(n)=[n=1]),所以这个式子就相当于(e(gcd(i,j)))

(mu*I=e),所以:

[e(gcd(i,j))=sum_{p|gcd(i,j)}mu(p)cdot I(frac{gcd(i,j)}p)=sum_{p|gcd(i,j)}mu(p) ]

也就是说,原式即为:

[sum_{d=1}^{min(n,m)}dsum_{i=1}^{lfloorfrac nd floor}sum_{j=1}^{lfloorfrac md floor}ijsum_{p|gcd(i,j)}mu(p) ]

然后我们改为枚(p),得到:

[sum_{d=1}^{min(n,m)}dsum_{p=1}^{lfloorfrac{min(n,m)}d floor}sum_{i=1}^{lfloorfrac n{dp} floor}sum_{j=1}^{lfloorfrac m{dp} floor}ijp^2mu(p) ]

整理一下式子,调整一下顺序,得到:

[sum_{d=1}^{min(n,m)}dsum_{p=1}^{lfloorfrac{min(n,m)}d floor}p^2mu(p)sum_{i=1}^{lfloorfrac n{dp} floor}isum_{j=1}^{lfloorfrac m{dp} floor}j ]

(S(n)=sum_{i=1}^ni=frac{n(n+1)}2),则可得原式等于:

[sum_{d=1}^{min(n,m)}dsum_{p=1}^{lfloorfrac{min(n,m)}d floor}p^2mu(p)S(lfloorfrac n{dp} floor)S(lfloorfrac m{dp} floor) ]

那么我们预处理(p^2mu(p))的值,然后二维除法分块枚举(d,p),就可以得出答案了。

代码

#include<bits/stdc++.h>
#define Tp template<typename Ty>
#define Ts template<typename Ty,typename... Ar>
#define Reg register
#define RI Reg int
#define Con const
#define CI Con int&
#define I inline
#define W while
#define N 10000000
#define X 20101009
#define min(x,y) ((x)<(y)?(x):(y))
using namespace std;
int n,m,t,f[N+5];
class LinearSiever//线性筛
{
	private:
		int Pt,mu[N+5],P[N+5];
	public:
		int F[N+5];
		I void Sieve(CI S)
		{
			RI i,j;for(mu[1]=1,i=2;i<=S;++i)//筛mu
			{
				!P[i]&&(mu[P[++Pt]=i]=-1);
				for(j=1;j<=Pt&&1LL*i*P[j]<=S;++j)
					if(P[i*P[j]]=1,i%P[j]) mu[i*P[j]]=-mu[i];else break;
			}
			for(i=1;i<=S;++i) F[i]=(1LL*i*i%X*(mu[i]+X)+F[i-1])%X;//预处理p^2mu(p)
		}
}L;
I int S(CI x) {return (1LL*x*(x+1)>>1)%X;}//计算从1到x的和
int main()
{
	RI l,r,ll,rr,res,ans=0;scanf("%d%d",&n,&m),L.Sieve(t=min(n,m));
	for(l=1;l<=t;l=r+1)//第一维除法分块
	{
		res=0,r=min(n/(n/l),m/(m/l));
		for(ll=1;ll<=t/l;ll=rr+1) rr=min((n/l)/(n/l/ll),(m/l)/(m/l/ll)),//第二维除法分块
			res=(1LL*(L.F[rr]-L.F[ll-1]+X)%X*S(n/l/ll)%X*S(m/l/ll)+res)%X;
		ans=(1LL*(S(r)-S(l-1)+X)%X*res+ans)%X;//统计答案
	}return printf("%d",ans),0;//输出答案
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/chenxiaoran666/p/Luogu1829.html