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;
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/lishuyu2003/p/11257123.html