莫比乌斯反演

莫比乌斯反演是一个十分玄幻的东西,它可以把(o(n^2))的时间复杂度降到(o(nsqrt{n}))甚至更低

1.公式

这是莫比乌斯反演最基本的东西,两个定义在正整数集上的函数(F(n))(f(n))
若满足这个式子

[F(n)=sum_{d|n}f(d) ]

则会有

[f(n)=sum_{d|n}mu(d)F(frac{n}{d}) ]

2.莫比乌斯函数(mu)

(mu)是个神奇的东西,它是一个定义在正整数集上的函数

[mu(n)=left{ egin{array}{rcl} 1 & & n=1\ (-1)^k & & n=p_1p_2p_3...p_k (其中p_i为互异质数)\ 0 & & 其他情况\ end{array} ight. ]

这是前50个莫比乌斯函数的取值
这里写图片描述
它有两个性质
性质一:

[sum_{d|n}{mu(d)}=left{ egin{array}{rcl} 1 & & n=1\ 0 & & n!=1 end{array} ight. ]

性质二:

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

3.莫比乌斯反演的实现

其实线性筛就能求出(mu)
代码:

void get(int n){
    m[1]=1;
    for(int i=2;i<=n;i++){
        if(!vis[i]){
            pri[++cnt]=i;
            m[i]=-1;
        }
        for(int j=1;j<=cnt and pri[j]*i<=n;j++){
            int k=pri[j]*i;
            vis[k]=1;
            if(i%pri[j]==0){
                m[k]=0;
                break;
            }else m[k]=-m[i];
        }
    }
}

4.莫比乌斯反演的实际运用

例题1:Luogu2568 GCD 题解
例题2:bzoj2440: [中山市选2011]完全平方数 题解
例题3:Luogu1829 [国家集训队]Crash的数字表格 / JZPTAB 题解

原文地址:https://www.cnblogs.com/ezoihy/p/9286115.html