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  • CF1139D

    传送门

    参考题解

    (f[i])表示当前集合(a)(gcd)(i)的状态下,期望加入多少个数之后(gcd)变为(1)

    一点也不显然有

    [f[i]=1+frac{1}{m}sumlimits_{j=1}^{m}f[gcd(i,j)] ]

    不是很 能过,改为枚举(d=gcd(i,j))

    [f[i]=1+frac{1}{m}sumlimits_{d|i}f[d]*cnt(d,i) ]

    其中(cnt(d,i)=sumlimits_{j=1}^{m}[gcd(i,j)==d])

    (g(i,j)=sumlimits_{k=1}^{i}[k⊥j])

    那么(cnt(d,i)=g(lfloorfrac{m}{d} floor,frac{i}{d}))

    考虑求所有(ijle m) 对应的所有(g(lfloorfrac{m}{i} floor,j))

    [F(a,x)=sumlimits_{x|b}g(a,b)=lfloorfrac{a}{x} floor ]

    根据莫反

    [g(a,b)=sumlimits_{x|b}mu(x)lfloorfrac{a}{x} floor ]

    那么求(g(a,b))的时间复杂度就是(O(D(b)))

    算一下总时间复杂度

    [sumlimits_{i=1}^{m}sumlimits_{j=1}^{lfloorfrac{m}{i} floor}D(j)=sumlimits_{i=1}^{m}sumlimits_{j=1}^{lfloorfrac{m}{i} floor}lfloorfrac{lfloorfrac{m}{i} floor}{j} floor=sumlimits_{i=1}^{m}lfloorfrac{m}{i} floor logm=O(mlog^2m) ]

    回到原式

    [f[i]+1+frac{1}{m}sumlimits_{d|i}f[d]*cnt(d,i) ]

    发现(d=i)时无法转移,变化一下

    [(1-frac{cnt(i,i)}{m})f[i]=1+frac{1}{m}sumlimits_{d|i,d eq i}f[d]*cnt(d,i) ]

    [f[i]=frac{1}{(1-frac{cnt(i,i)}{m})}(1+frac{1}{m}sumlimits_{d|i,d eq i}f[d]*cnt(d,i)) ]

    最后答案为

    [frac{1}{m}sumlimits_{i=1}^{m}(1+f[i]) ]

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    namespace red{
    #define int long long
    #define ls(p) (p<<1)
    #define rs(p) (p<<1|1)
    #define mid ((l+r)>>1)
    #define lowbit(i) ((i)&(-i))
    	inline int read()
    	{
    		int x=0;char ch,f=1;
    		for(ch=getchar();(ch<'0'||ch>'9')&&ch!='-';ch=getchar());
    		if(ch=='-') f=0,ch=getchar();
    		while(ch>='0'&&ch<='9'){x=(x<<1)+(x<<3)+ch-'0';ch=getchar();}
    		return f?x:-x;
    	}
    	const int N=3e5+10,p=1e9+7,inf=0x3f3f3f3f;
    	int n,ans;
    	int inv[N],ret[N];
    	int prime[N],u[N],tot;
    	int num[N],wt[N],f[N];
    	bool vis[N];
    	vector<int> div[N],cont[N];
    	inline int fast(int x,int k)
    	{
    		int ret=1;
    		while(k)
    		{
    			if(k&1) ret=ret*x%p;
    			x=x*x%p;
    			k>>=1;
    		}
    		return ret;
    	}
    	inline int solve(int n,int m)
    	{
    		int ret=0;
    		for(auto x:div[m]) ret+=u[x]*(n/x);
    		return ret;
    	}
    	inline void oula()
    	{
    		vis[0]=vis[u[1]=1]=1;
    		for(int i=2;i<=n;++i)
    		{
    			if(!vis[i]) u[prime[++tot]=i]=-1;
    			for(int j=1;j<=tot;++j)
    			{
    				if(prime[j]*i>n) break;
    				vis[prime[j]*i]=1;
    				if(i%prime[j]==0) break;
    				u[i*prime[j]]=-u[i];
    			}
    		}
    		for(int i=1;i<=n;++i)
    			for(int j=i;j<=n;j+=i) div[j].push_back(i);
    		for(int k,r,l=1;l<=n;)
    		{
    			k=n/l,r=n/k;
    			for(int i=1;i<=k;++i) ret[i]=solve(k,i);
    			for(int i=l;i<=r;++i)
    			{
    				for(int j=i;j<=n;j+=i)
    				{
    					cont[j].push_back(ret[j/i]);
    				}
    			}
    			l=r+1;
    		}
    	}
    	inline void main()
    	{
    		n=read();inv[1]=1;
    		for(int i=2;i<=n;++i) inv[i]=(p-p/i)*inv[p%i]%p;
    		oula();
    		f[1]=1;//cont[i][j]=cnt(i,j);
    		for(int i=2;i<=n;++i)
    		{
    			int sum=div[i].size();
    			for(int j=0;j<sum;++j)
    			{
    				wt[j+1]=inv[n]*cont[i][j]%p,num[j+1]=div[i][j];
    			}
    			int qt=fast((1-wt[sum]+p)%p,p-2);
    			for(int j=1;j<sum;++j) wt[j]=wt[j]*qt%p;
    			f[i]=qt;
    			for(int j=1;j<sum;++j)
    				f[i]=(wt[j]*f[num[j]]+f[i])%p;
    		}
    		for(int i=1;i<=n;++i) ans=(ans+inv[n]*f[i])%p;
    		printf("%lld
    ",ans);
    	}
    }
    signed main()
    {
    	red::main();
    	return 0;
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/knife-rose/p/13073780.html
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