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莫比乌斯反演

莫比乌斯反演

作者: 云中翻月 | 来源:发表于2020-11-26 12:00 被阅读0次

    适用题目特征

    常见和式

    \sum_{i=x}^{n}\sum_{j=y}^{m}[\gcd(i,j)=k]\qquad (1\leqslant T,x,y,n,m,k\leqslant 5\times 10^4)

    常见和式

    \sum_{i=1}^n \operatorname{lcm}(i,n)\quad \text{s.t.}\ 1\leqslant T\leqslant 3\times 10^5,1\leqslant n\leqslant 10^6

    常见和式

    \sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^m\operatorname{lcm}(i,j)\qquad (n,m\leqslant 10^7)

    常见和式

    \sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^md(i\cdot j)\\ \left(d(n)=\sum_{i \mid n}1\right) n,m,T\leq5\times10^4
    其中 d(n) 表示 n 的约数个数。

    常见和式

    \sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^ni\cdot j\cdot \gcd(i,j)\bmod p
    n\leq10^{10},5\times10^8\leq p\leq1.1\times10^9,p \text{是质数}

    原理

    例题

    Luogu P2522
    代码如下

    /*
    Luogu P2522
    */
    #define method_1
    #ifdef method_1
    /*
    
    */
    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    #include<cmath>
    #include<set>
    #include<map>
    #include<queue>
    #include<stack>
    #include<vector>
    #include<cstring>
    #include<cstdlib>
    #include<iomanip>
    #include<ctime>
    #include<string>
    #include<bitset>
    #define D(x) cout<<#x<<" = "<<x<<"  "
    #define E cout<<endl
    #define rep(i,s,t) for(int i=(s);i<=(t);i++)
    #define rep0(i,s,t) for(int i=(s);i<(t);i++)
    #define rrep(i,t,s) for(int i=(t);i>=(s);i--)
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    typedef pair<int,int>pii;
    const int maxn=5e4+5;
    const int INF=0x3f3f3f3f;
    int T,a,b,c,d,k;
    int mu[maxn],p[maxn],v[maxn],m;
    void pre(){
        mu[1]=1;
        rep(i,2,maxn-5){
            if(!v[i]) p[++m]=i,mu[i]=-1;
            for(int j=1;j<=m&&i*p[j]<=maxn-5;j++){
                v[i*p[j]]=1;
                if(i%p[j]==0) {mu[i*p[j]]=0;break;}
                mu[i*p[j]]=-mu[i];
            }
        }
        rep(i,1,maxn-5) mu[i]+=mu[i-1];
    }
    int calc(int n,int m){
        int res=0;
        for(int i=1,j;i<=min(n,m);i=j+1){
            j=min(n/(n/i),m/(m/i));
            res+=(mu[j]-mu[i-1])*(n/i)*(m/i);
        }
        return res;
    }
    void solve(){
        int res=calc(b/k,d/k)-calc(b/k,(c-1)/k)-calc((a-1)/k,d/k)+calc((a-1)/k,(c-1)/k);
        cout<<res<<endl;
    }
    int main() {
    //  ios::sync_with_stdio(false);
    //  freopen("Problem b.in","r",stdin);
        cin>>T;
        pre();
        while(T--) cin>>a>>b>>c>>d>>k,solve();
        return 0;
    }
    #endif
    #ifdef method_2
    /*
    
    */
    
    #endif
    #ifdef method_3
    /*
    
    */
    
    #endif
    

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