题意:

计算:

\[\sum\limits_{a = 1}^{m}\sum\limits_{b = 1}^{n} \frac{\varphi(ab)}{\varphi(a)\varphi(b)} (\bmod p)
\]

思路:

考虑算术基本定理和\(\varphi(x)\)函数积性将式子化简:

令\(a = p_1^{t_1}p_2^{t_2} \cdots p_n^{t_n}\),\(b = p_1^{q_1}p_2^{q_2} \cdots p_n^{q_n}\)。

那么原式有:

\[\begin{eqnarray*}
\frac{\varphi(ab)}{\varphi(a)\varphi(b)} (\bmod p) = \frac{\varphi(p_1^{t_1 + q_1} \cdots p_n^{t_n + q_n})}{\varphi(p_1^{t_1} \cdots \varphi(p_n^{t_n})) \cdot \varphi(p_1^{q_1} \cdots p_n^{q_n})} (\bmod p)
\end{eqnarray*}
\]

我们单独考虑一下\(p_1\),那么有:

\[\begin{eqnarray*}
\frac{\varphi(p_1^{t_1 + q_1})}{\varphi(p_1^{t_1}) \cdot \varphi(p_1^{q_1})} = \frac{p_1^{t_1 + q_1} \cdot (1 - \frac{1}{p_1})} {p_1^{t_1} (1 - \frac{1}{p_1})\cdot p_1^{q_1}(1 - \frac{1}{p_1})}
\end{eqnarray*}
\]

我们令\(t_1 < p_1\),即\(p_1^{t_1}是gcd(a, b)\)的一部分,那么约分之后有:

\[\begin{eqnarray*}
\frac{p_1^{t_1}}{p_1^{t_1} (1 - \frac{1}{p_1})}
\end{eqnarray*}
\]

我们再同理考虑\(p_1 \cdots p_n\),我们发现分子刚好是\(gcd(a, b)\), 而分母是\(\varphi(gcd(a, b))\),即:

\[\begin{eqnarray*}
\frac{\varphi(ab)}{\varphi(a)\varphi(b)} (\bmod p) &=& \frac{\varphi(p_1^{t_1 + q_1} \cdots p_n^{t_n + q_n})}{\varphi(p_1^{t_1} \cdots \varphi(p_n^{t_n})) \cdot \varphi(p_1^{q_1} \cdots p_n^{q_n})} (\bmod p) \\
&=& \frac{gcd(a, b)}{\varphi(gcd(a, b))}
\end{eqnarray*}
\]

所以现在我们的问题转化成了求解:

\[\begin{eqnarray*}
\sum\limits_{a = 1}^{m}\sum\limits_{b = 1}^{n} \frac{gcd(a, b)}{\varphi(gcd(a, b))} (\bmod p)
\end{eqnarray*}
\]

令\(gcd(a, b) = d\),并且令\(n <= m\),有:

\[\begin{eqnarray*}
\sum\limits_{a = 1}^{m} \sum\limits_{b = 1}^{n} \frac{d}{\varphi(d)} = \sum\limits_{d = 1}^{n} d \cdot \varphi(d)^{-1} \sum\limits_{a = 1}^{n} \sum\limits_{b = 1}^{m} [gcd(a, b) == d] \\
\end{eqnarray*}
\]

我们令:

\[\begin{eqnarray*}
f(d) &=& \sum\limits_{a = 1}^{n} \sum\limits_{b = 1}^{m} [gcd(a, b) == d] \\
g(d) &=& \sum\limits_{d|x}f(x) \\
&=& \sum\limits_{a = 1}^{n} \sum\limits_{b = 1}^{m} [d | gcd(a, b)] \\
&=& \sum\limits_{a = 1}^{n/d}\sum\limits_{b = 1}^{m/d} [1 | gcd(a, b)] \\
&=& \lfloor \frac{n}{d} \rfloor \lfloor \frac{m}{d} \rfloor
\end{eqnarray*}
\]

进行莫比乌斯反演,有:

\[\begin{eqnarray*}
f(d) &=& \sum\limits_{d|x} \mu(\frac{x}{d}) g(d) \\
&=& \sum\limits_{d|x} \mu(\frac{x}{d}) \cdot \lfloor \frac{n}{d} \rfloor \lfloor \frac{m}{d} \rfloor \\
&=& \sum\limits_{x = 1}^{n/d} \mu(x) \cdot \lfloor \frac{n}{xd} \rfloor \lfloor \frac{m}{xd} \rfloor \\
\end{eqnarray*}
\]

所以,原式为:

\[\begin{eqnarray*}
\sum\limits_{i = 1}^{n} i \cdot \varphi(i)^{-1} \sum\limits_{d = 1}^{n|i} \mu(d) \lfloor \frac{n}{id} \rfloor \lfloor \frac{m}{id} \rfloor
\end{eqnarray*}
\]

预处理逆元,\(\varphi()\)函数,\(\mu()\)函数,然后直接算即可。

复杂度为\(\sum\limits_{i = 1}^{n} \sqrt{(i)}\)

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; #define ll long long
#define N 1000010
ll p;
int n, m;
int prime[N], mu[N];
int phi[N], inv[N], g[N];
bool check[N]; void init()
{
memset(check, 0, sizeof check);
prime[0] = 0;
phi[1] = 1;
mu[1] = 1;
for (int i = 2; i < N; ++i)
{
if (!check[i])
{
prime[++prime[0]] = i;
phi[i] = i - 1;
mu[i] = -1;
}
for (int j = 1; j <= prime[0]; ++j)
{
if (1ll * i * prime[j] >= N)
break;
check[i * prime[j]] = 1;
if (i % prime[j] == 0)
{
phi[i * prime[j]] = phi[i] * prime[j];
mu[i * prime[j]] = 0;
break;
}
else
{
phi[i * prime[j]] = phi[i] * (prime[j] - 1);
mu[i * prime[j]] = -mu[i];
}
}
}
} void work()
{
inv[1] = 1;
for (int i = 2; i <= n; ++i)
inv[i] = 1ll * inv[p % i] * (p - p / i) % p;
for (int i = 1; i <= n; ++i)
g[i] = 1ll * i * inv[phi[i]] % p;
} ll get(int n, int m)
{
ll res = 0;
for (int i = 1; i <= n; ++i)
res = (res + 1ll * mu[i] * (n / i) * (m / i)) % p;
return res;
} int main()
{
init();
int T; cin >> T;
while (T--)
{
scanf("%d %d %lld\n", &n, &m, &p);
if (n > m) swap(n, m);
work();
ll res = 0;
for (int i = 1; i <= n; ++i)
res = (res + g[i] * get(n / i, m / i)) % p;
printf("%lld\n", res);
}
return 0;
}

HDU 6390 GuGuFishtion的更多相关文章

  1. HDU 6390 GuGuFishtion(莫比乌斯反演 + 欧拉函数性质 + 积性函数)题解

    题意: 给定\(n,m,p\),求 \[\sum_{a=1}^n\sum_{b=1}^m\frac{\varphi(ab)}{\varphi(a)\varphi(b)}\mod p \] 思路: 由欧 ...

  2. hdu 6390 欧拉函数+容斥(莫比乌斯函数) GuGuFishtion

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=6390 题意:求一个式子 题解:看题解,写代码 第一行就看不出来,后面的sigma公式也不会化简.mobius也不 ...

  3. GuGuFishtion HDU - 6390 (欧拉函数,容斥)

    GuGuFishtion \[ Time Limit: 1500 ms\quad Memory Limit: 65536 kB \] 题意 给出定义\(Gu(a, b) = \frac{\phi(ab ...

  4. GuGuFishtion HDU - 6390 (杭电多校7E)

    啊啊啊啊...全在纸上 字丑...算了算了 然后除法部分都用逆元就好了 还有逆元打表....学到了...牛逼 #include<map> #include<set> #incl ...

  5. HDU 6390

    GuGuFishtion Time Limit: 3000/1500 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/65536 K (Java/Others)Tota ...

  6. hdu GuGuFishtion 6390 数论 欧拉函数

    题目:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=6390 直接开始证明: 我们设…………………………………….....…...............………… ...

  7. HDOJ 2111. Saving HDU 贪心 结构体排序

    Saving HDU Time Limit: 3000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others) Total ...

  8. 【HDU 3037】Saving Beans Lucas定理模板

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3037 Lucas定理模板. 现在才写,noip滚粗前兆QAQ #include<cstdio> #i ...

  9. hdu 4859 海岸线 Bestcoder Round 1

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4859 题目大意: 在一个矩形周围都是海,这个矩形中有陆地,深海和浅海.浅海是可以填成陆地的. 求最多有多少条方格 ...

随机推荐

  1. Windows任务计划的设置

    需求:因为要定时跑一些exe的小程序,来定时执行项目内的某段代码.所以需要建一个任务计划 1. 2. 3.

  2. cadence allegro 封装焊盘编号修改 (引脚编号修改)

    1. 打开dra文件在find里面 off all  然后只点击text 2.点击需要更改的焊盘 3.菜单栏edit - text 4.弹出窗口修改即可 注意: 按照网上的其他操作并没有执行步骤1操作 ...

  3. 基于ELK的简单数据分析

    原文链接: http://www.open-open.com/lib/view/open1455673846058.html 环境 CentOS 6.5 64位 JDK 1.8.0_20 Elasti ...

  4. Django---简单接受表单信息

    普通接受信息: 接受单选的值:例如:input select 等提交过来的信息 u = request.POST.get('username',None) 接受多选: h = request.POST ...

  5. C++虚函数virtual,纯虚函数pure virtual和Java抽象函数abstract,接口interface与抽象类abstract class的比较

    由于C++和Java都是面向对象的编程语言,它们的多态性就分别靠虚函数和抽象函数来实现. C++的虚函数可以在子类中重写,调用是根据实际的对象来判别的,而不是通过指针类型(普通函数的调用是根据当前指针 ...

  6. WF的简单使用

    WWF(Windows Workflow Foundation):是微软提供的工作流技术,工作流就是对工作流程的规范和抽象.主要有三个部分Activity(活动).Runtime(工作流运行时)和To ...

  7. Java -- 给定一个int数组,拼接出最大数值

    public class ZhiJieTiaoDong { /* 给定一个数组:组合成最大数值 */ public String szpj(int[] args){ if(null == args | ...

  8. Python的Scikit-learn如何选择合适的机器学习算法?

    参考网址:http://scikit-learn.org/stable/tutorial/machine_learning_map/index.html

  9. 服务器端FIN的条件

    服务器端FIN的条件_域名/网络_常见问题_对象存储 OSS-阿里云 https://help.aliyun.com/knowledge_detail/65427.html 服务器端FIN的条件 KB ...

  10. ORACLE 根据根节点查所有上层节点

    1.基本数据 SELECT * FROM TABLE_MUEN T ID         CODE                                           NAME     ...