[51nod1227]平均最小公倍数(莫比乌斯反演+杜教筛)

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=== === 题解 首先题目给出的A函数实际上就是 1n∑i=1nn?i(i,n)=∑i=1ni(i,n)
然后F函数就可以写成 ∑i=1n∑j=1ij(i,j)
然后按照常用套路化一波式子就会变成 ∑d=1n∑i=1?nd?∑j=1i[(i,j)==1]j 这个样子,后面那一块可以发现就是1..i中与i互质的数字的和,那就是 φ(n)?n+[n==1]2 了。然后可以发现在 d 从1到n枚举的过程中总共有n次i==1的情况,也就是一共有n次加上了 [n==1] 这个条件。那么把这个n提出来,然后把那个除以2也刨掉先不看,式子就变成了 ∑d=1n∑i=1?nd?φ(i)?i 这个样子了。
这个式子显然看起来非常美好哇因为如果设 F(n)=φ(n)?n ,只要能够求出F函数的前缀和就可以枚举除法根n分块了哇
然后又是杜教筛的问题了。。。
现在的问题变成了要求 ∑i=1nφ(n)?n ,用杜教筛。
首先要通过卷积构造一个等式 H=F×G ,其中 H 和 G 都是好求前缀和的函数。于是我们令 H=F×id=∑d|nφ(d)?d?(nd) 。选择id函数的原因就是它能够约掉那个d,然后就变成了 n?∑d|nφ(d) 。后面那一坨是 φ×1 ,也是个 id ,那就变成了 n?n ,也就是 H(n)=n2 。
然后就是按照杜教筛的方法画柿子。。

Sum(n)=∑i=1ni2?∑d|i,d 然后因为i必须是d的倍数但i不能等于d,也就是 id不能等于1。那么枚举 id就变成了:
∑i=1ni2?∑id=2n∑d=1?n?id??F(d)?id
然后设 i′=id,替换一下就有:
∑i=1ni2?∑i=2n∑d=1?ni?F(d)?did=∑i=1ni2?∑i=2ni∑d=1?ni?F(d)
【[51nod1227]平均最小公倍数(莫比乌斯反演+杜教筛)】那么后面就又出现了一段F函数的前缀和的形式, i 的前缀和还有 i2 的前缀和都很好算,于是就可以用杜教筛解决这个问题了。
代码

#include #include #include #include using namespace std; const long long Mod=1e9+7; const long long inv=500000004; const long long inv6=166666668; int a,b,prm[5000010]; bool ext[5000010]; long long ans,phi[5000010]; map rec; void get_prime(int N){ phi[1]=1; for (int i=2; i<=N; i++){ if (ext[i]==false){ prm[++prm[0]]=i; phi[i]=i-1; } for (int j=1; j<=prm[0]; j++){ if ((long long)i*prm[j]>N) break; ext[i*prm[j]]=true; if (i%prm[j]==0){ phi[i*prm[j]]=phi[i]*prm[j]; break; }else phi[i*prm[j]]=phi[i]*phi[prm[j]]; } } for (int i=1; i<=N; i++) phi[i]=phi[i]*i%Mod; for (int i=1; i<=N; i++) phi[i]=(phi[i]+phi[i-1])%Mod; } long long S(long long l,long long r){ long long s1=r*(r+1)/2; long long s2=(l-1)*l/2; return (s1-s2)%Mod; } long long Sumphi(long long n){ if (n<=5000000) return phi[n]; if (rec[n]!=0) return rec[n]; long long sum=n*(n+1)%Mod; sum=sum*(2*n+1)%Mod; sum=sum*inv6%Mod; for (long long i=2,tail; i<=n; i=tail+1){ tail=n/(n/i); sum=(sum-S(i,tail)*Sumphi(n/i)%Mod)%Mod; } return rec[n]=sum; } long long Getans(int n){ long long sum=0; for (long long i=1,tail; i<=n; i=tail+1){ tail=n/(n/i); sum=(sum+(tail-i+1)*Sumphi(n/i)%Mod)%Mod; } return ((sum+n)*inv)%Mod; } int main() { get_prime(5000000); scanf("%d%d",&a,&b); ans=(Getans(b)-Getans(a-1))%Mod; printf("%I64d\n",(ans+Mod)%Mod); return 0; }

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