[bzoj4176] Lucas的数论

Description

去年的Lucas非常喜欢数论题,但是一年以后的Lucas却不那么喜欢了。

在整理以前的试题时,发现了这样一道题目“求Sigma(f(i)),其中1<=i<=N”,其中 表示i的约数个数。他现在长大了,题目也变难了。

求如下表达式的值:

[sum_{i=1}^nsum_{j=1}^nf(ij) ]

其中 表示ij的约数个数。

他发现答案有点大,只需要输出模1000000007的值。

Input

第一行一个整数n。

Output

一行一个整数ans,表示答案模1000000007的值。

Sample Input

2

Sample Output

8

HINT

对于100%的数据n <= 10^9。

solution

这题要求的东西其实和[bzoj3994] [SDOI2015]约数个数和是一样的,只是数据范围不同.

由于这题(n)到了(1e9),考虑使用杜教筛.

对于(f(n)=sum_{i=1}^{n}lfloorfrac{n}{i} floor),可以数论分块大力算一下.

然后考虑(sum_{i=1}^{n}mu(i))怎么算.

先把杜教筛的套路式搬出来:

[S(n)=sum_{i=1}^{n}(f*g)(i)-sum_{i=2}^{n}g(i)S(lfloorfrac{n}{i} floor) ]

其中,设(f(n)=mu(n))(S(n)=sum_{i=1}^nf(i))

然后我们知道这样一个式子:

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

其中(epsilon(n)=[n=1]),表示狄利克雷卷积的元函数.

所以我们令(g(n)=1),即常函数,然后卷起来:

[(f*g)(n)=sum_{d|n}f(d)g(frac{n}{d})=sum_{d|n}mu(d)=epsilon(n) ]

所以(sum_{i=1}^{n}(f*g)(i)=1),即:

[S(n)=1-sum_{i=2}^{n}S(lfloorfrac{n}{i} floor) ]

然后递归求解,线筛出前(1e7)个,记忆化一下就做完了.

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

#define int long long 

void read(int &x) {
	x=0;int f=1;char ch=getchar();
	for(;!isdigit(ch);ch=getchar()) if(ch=='-') f=-f;
	for(;isdigit(ch);ch=getchar()) x=x*10+ch-'0';x*=f;
}

void print(int x) {
	if(x<0) x=-x,putchar('-');
	if(!x) return ;print(x/10),putchar(x%10+48);
}
void write(int x) {if(!x) putchar('0');else print(x);putchar('
');}

const int maxn = 1e7+1;
const int mod = 1e9+7;

int pri[maxn],vis[maxn],mu[maxn],n,tot;

void sieve() {
	mu[1]=1;
	for(int i=2;i<maxn;i++) {
		if(!vis[i]) pri[++tot]=i,mu[i]=-1;
		for(int t,j=1;j<=tot&&i*pri[j]<maxn;j++) {
			vis[t=i*pri[j]]=1;
			if(!(i%pri[j])) {mu[t]=0;break;}
			mu[t]=-mu[i];
		}
	}
	for(int i=1;i<maxn;i++) mu[i]=(mu[i-1]+mu[i])%mod;
}

map<int,int > Sum_mu;

int sum_mu(int n) {
	if(n<maxn) return mu[n];
	if(Sum_mu[n]) return Sum_mu[n];
	int T=2,res=1;
	while(T<=n) {
		int pre=T;T=n/(n/T);
		res=(res-(T-pre+1)*sum_mu(n/T))%mod;T++;
	}
	return Sum_mu[n]=(res%mod+mod)%mod;
}

int calc(int n) {
	int T=1,res=0;
	while(T<=n) {
		int pre=T;T=n/(n/T);
		res=(res+(T-pre+1)*(n/T))%mod;T++;
	}
	return res;
}

signed main() {
	sieve();
	int n;read(n);
	int T=1,ans=0;
	while(T<=n) {
		int pre=T;T=n/(n/T);int r=calc(n/T);
		ans=(ans+(sum_mu(T)-sum_mu(pre-1))*r%mod*r%mod)%mod;T++;
	}
	write((ans%mod+mod)%mod);
	return 0;
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/hbyer/p/10072917.html