【51Nod 1363】最小公倍数之和(欧拉函数)
题面
题解
拿到式子的第一步就是推倒
\sum_{i=1}^nlcm(n,i)
&=\sum_{i=1}^n\frac{in}{\gcd(i,n)}\\
&=n\sum_{i=1}^n\frac{i}{\gcd(n,i)}\\
&=n\sum_{d|n}\sum_{i=1}^n \frac{i}{d}[\gcd(n,i)=d]\\
&=n\sum_{d|n}\sum_{i=1}^{\frac{n}{d}} i[\gcd(i,\frac{n}{d})=1]\\
\end{align}
\]
我们定义\(\varphi(n)=\sum_{i=1}^n i[\gcd(n,i)=1]\),那么上面的式子可以化成\(n\times \sum_{d|n}\varphi(d)\),关键在于后半部分
然后来考虑一下这个\(\varphi\)函数有什么性质好了
因为\(\varphi(n)\)代表的是所有与\(n\)互质的数的和……发现和欧拉函数很像诶,那么我们可以猜想一下这个函数说不定也是积性函数?
记\(sum(n)=\sum_{i=1}^ni\),考虑对于一个普通的\(\varphi(n)\)来说,\(1\)到\(n\)的和为\(\frac{n(n+1)}{2}\),考虑其中的两个质数\(p,q\)且\(p|n,q|n\),\(\varphi(n)\)的值要减去所有\(p\)的倍数的值,即减去\(p\times sum(\frac{n}{p})=\frac{n(\frac{n}{p}+1)}{2}\),同理所有\(q\)的倍数的值为\(\frac{n(\frac{n}{q}+1)}{2}\),但是减去这两个之后又多减了\(pq\)的倍数的值,要加上\(\frac{n(\frac{n}{pq}+1)}{2}\)
然后有
\frac{n(n+1)}{2}-\frac{n(\frac{n}{p}+1)}{2}-\frac{n(\frac{n}{q}+1)}{2}+\frac{n(\frac{n}{pq}+1)}{2}
&=\frac{n^2}{2}\left(1-\frac{1}{p}-1-\frac{1}{q}+1-\frac{1}{pq}\right)\\
&=\frac{n^2}{2}\left(1-\frac{1}{p}\right)\left(1-\frac{1}{q}\right)\\
\end{align}
\]
然后拓展开来之后,设\(p_1,p_2,...\)为\(n\)的所有质因子,我们发现$$\varphi(n)=\frac{n^2}{2}(1-frac{1}{p_1})(1-frac{1}{p_2})...$$
分母里的\(2\)很麻烦,那么我们就设一个\(\phi(n)=2\varphi(n)\),其中\(\phi(1)=1\),那么我们神奇地发现\(\phi\)是一个积性函数!
那么我们只要对\(\phi\)求和,加上\(\varphi(1)\)(因为理论上来说\(\phi(1)=2\)但我们算成了\(1\)),然后再除以\(2\),就是\(\varphi\)的和了
首先几个边界条件都很好求,有\(\phi(1)=1,\phi(p)=p(p-1),\phi(p^c)=p^{2c-1}(p-1)\)
我们要求\(\sum_{d|n}\phi(d)\),考虑这么一个想法,先把\(n\)给质因数分解,然后枚举一下每一个质因子的次数因为这是个积性函数,所以这个质因子这一部分的贡献是独立的。我们要对它的每一次贡献与其它质因子的贡献相加再乘起来,等价于把它所有能产生的贡献都加起来再与其它的贡献乘起来(就是加法对乘法的分配率),这样就能快速计算了
然后没有然后了
ps:我代码里分解质因数的时候终止条件写成\(p[i]\leq n\)了结果活活\(T\)死……我给忘了只要\(p[i]\times p[i]\leq n\)就行了……
//minamoto
#include<bits/stdc++.h>
#define R register
#define fp(i,a,b) for(R int i=a,I=b+1;i<I;++i)
#define fd(i,a,b) for(R int i=a,I=b-1;i>I;--i)
#define go(u) for(int i=head[u],v=e[i].v;i;i=e[i].nx,v=e[i].v)
using namespace std;
char buf[1<<21],*p1=buf,*p2=buf;
inline char getc(){return p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,1<<21,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++;}
int read(){
R int res,f=1;R char ch;
while((ch=getc())>'9'||ch<'0')(ch=='-')&&(f=-1);
for(res=ch-'0';(ch=getc())>='0'&&ch<='9';res=res*10+ch-'0');
return res*f;
}
char sr[1<<21],z[20];int C=-1,Z=0;
inline void Ot(){fwrite(sr,1,C+1,stdout),C=-1;}
void print(R int x){
if(C>1<<20)Ot();if(x<0)sr[++C]='-',x=-x;
while(z[++Z]=x%10+48,x/=10);
while(sr[++C]=z[Z],--Z);sr[++C]='\n';
}
const int N=1e5+5,P=1e9+7,inv2=500000004;
inline int add(R int x,R int y){return x+y>=P?x+y-P:x+y;}
inline int dec(R int x,R int y){return x-y<0?x-y+P:x-y;}
inline int mul(R int x,R int y){return 1ll*x*y-1ll*x*y/P*P;}
int ksm(R int x,R int y){
R int res=1;
for(;y;y>>=1,x=mul(x,x))if(y&1)res=mul(res,x);
return res;
}
bitset<N>vis;int p[N],v[N],c[N],top,m,sqr,n,res,g,tmp,sum;
void init(int n){
fp(i,2,n){
if(!vis[i])p[++m]=i;
for(R int j=1;j<=m&&1ll*i*p[j]<=n;++j){
vis[i*p[j]]=1;
if(i%p[j]==0)break;
}
}
}
void solve(int n){
top=0,res=1,g=n;
for(R int i=1;i<=m&&1ll*p[i]*p[i]<=g;++i)if(g%p[i]==0){
v[++top]=p[i],c[top]=0;
while(g%p[i]==0)g/=p[i],++c[top];
}
if(g!=1)v[++top]=g,c[top]=1;
fp(i,1,top){
sum=1,g=mul(v[i],v[i]-1);
for(R int j=1;j<=c[i];++j,g=1ll*g*v[i]%P*v[i]%P)sum=add(sum,g);
res=mul(res,sum);
}
res=mul(res+1,inv2);
res=mul(res,n);
print(res);
}
int main(){
// freopen("testdata.in","r",stdin);
// freopen("testdata.out","w",stdout);
int T=read();init(sqr=N-5);
while(T--)n=read(),solve(n);
return Ot(),0;
}
【51Nod 1363】最小公倍数之和(欧拉函数)的更多相关文章
- 51nod 1363 最小公倍数之和 ——欧拉函数
给出一个n,求1-n这n个数,同n的最小公倍数的和.例如:n = 6,1,2,3,4,5,6 同6的最小公倍数分别为6,6,6,12,30,6,加在一起 = 66. 由于结果很大,输出Mod 1000 ...
- 51nod - 1363 - 最小公倍数之和 - 数论
https://www.51nod.com/Challenge/Problem.html#!#problemId=1363 求\(\sum\limits_{i=1}^{n}lcm(i,n)\) 先换成 ...
- 51nod 1040 最大公约数之和 欧拉函数
1040 最大公约数之和 题目连接: https://www.51nod.com/onlineJudge/questionCode.html#!problemId=1040 Description 给 ...
- 51nod 1227 平均最小公倍数【欧拉函数+杜教筛】
以后这种题能用phi的就不要用mu-mu往往会带着个ln然后被卡常致死 把题目要求转换为前缀和相减的形式,写出来大概是要求这样一个式子: \[ \sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{i} ...
- 51nod 1363 最小公倍数的和 欧拉函数+二进制枚举
1363 最小公倍数之和 题目来源: SPOJ 基准时间限制:1.5 秒 空间限制:131072 KB 分值: 160 给出一个n,求1-n这n个数,同n的最小公倍数的和.例如:n = 6,1,2,3 ...
- 51nod 1040 最大公约数之和(欧拉函数)
1040 最大公约数之和 题目来源: rihkddd 基准时间限制:1 秒 空间限制:131072 KB 分值: 80 难度:5级算法题 给出一个n,求1-n这n个数,同n的最大公约数的和.比如: ...
- [51Nod 1244] - 莫比乌斯函数之和 & [51Nod 1239] - 欧拉函数之和 (杜教筛板题)
[51Nod 1244] - 莫比乌斯函数之和 求∑i=1Nμ(i)\sum_{i=1}^Nμ(i)∑i=1Nμ(i) 开推 ∑d∣nμ(d)=[n==1]\sum_{d|n}\mu(d)=[n== ...
- 51nod 1239 欧拉函数之和(杜教筛)
[题目链接] https://www.51nod.com/onlineJudge/questionCode.html#!problemId=1239 [题目大意] 计算欧拉函数的前缀和 [题解] 我们 ...
- 欧拉函数之和(51nod 1239)
对正整数n,欧拉函数是小于或等于n的数中与n互质的数的数目.此函数以其首名研究者欧拉命名,它又称为Euler's totient function.φ函数.欧拉商数等.例如:φ(8) = 4(Phi( ...
随机推荐
- AngularJS:HTML DOM
ylbtech-AngularJS:HTML DOM 1.返回顶部 1. AngularJS HTML DOM AngularJS 为 HTML DOM 元素的属性提供了绑定应用数据的指令. ng-d ...
- 转:InnoDB Crash Recovery 流程源码实现分析
此文章转载给登博的文章,给大家分享 InnoDB Crash Recovery 流程源码实现分析 Crash Recovery问题 本文主要分析了InnoDB整个crash recovery的源码处理 ...
- [转]在 Windows 操作系统中的已知安全标识符(Sid security identifiers)
安全标识符 (SID) 是用于标识安全主体或安全组在 Windows 操作系统中的可变长度的唯一值.常用 Sid 的 Sid 标识普通用户的一组或通用组.跨所有操作系统,它们的值保持不变. 此信息可用 ...
- appium运行时启动失败
1.检查服务是否开启 2.简单Android设备是否连接成功 3.检查4723端口是否被占用: netstat -ano|findstr '4723' 查到被占用后,找到pid,进入任务管理器查看该p ...
- onclick事件没有反应的五种可能情况
转自:https://blog.csdn.net/qujing_1120/article/details/76853039 onclick=”alert()” 事件没有反应的几种情况.第一:<i ...
- oracle 在xml中批量插入,批量修改及多组条件查询
最近公司用ibatis开发项目,本来可以用存储过程处理批量插入,批量修改及多组条件查询:但由于使用模块相对较小,暂时就在xml中配置,以前没有在xml做过类似处理,有必要记录一下:好了,代码如下: & ...
- Android webRTC 代码下载编译
1.安装depot tools git clone https://chromium.googlesource.com/chromium/tools/depot_tools.git 然后把把depot ...
- Android 使用SWIG生成Jni代码<转>
http://blog.csdn.net/u010780612/article/details/51066819 感觉也就那样把,我没有编译成功,实用性暂时没看到多大优点...
- C#高级参数ref的使用
ref关键字用于将方法内的变量改变后带出方法外.具体我们通过例子来说明: 例子中,将变量n1和n2交换了.如果没有加ref参数,由于没有swadDemo()方法没有返回值,调用后,n1和n2是不会交换 ...
- CSS技巧: CSS隐藏文字的方法(CSS text-indent: -9999px;)
建站过过程中朋友喜欢把网站名称用H1表示,但从美观考虑,要用logo图片来代替h1,这时需要隐藏h1内的这段文字,但又不能对搜索引擎不友好,否则就失去了定义h1标签的意义. 在CSS中如何以图代字,找 ...