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  • 题解:LCM

    题意:

    推式子

    我们考虑把这个式子的形式转变一下

    首先,分别整除可以转变成他们的 (gcd) 整除

    其次,考虑整除一个平方项,我们可以联想到一个欧拉函数 (mu)

    于是,我们要求的式子就变成了

    [sum_{a=1}^A sum_{b=1}^B [mu(gcd(a,b)) eq 0] frac{a*b}{gcd[a,b]} ]

    很明显这里就是一个莫比乌斯反演的式子,然后按照套路把 (gcd) 提出来

    [sum_{mu(k) neq 0 } frac{1}{k} sum_{a=1}^A sum_{b=1}^B [gcd(a,b)==k] frac{a*b}{gcd[a,b]} ]

    [sum_{mu(k) neq 0 } k sum_{a=1}^{frac{A}{k}} sum_{b=1}^{frac{A}{k}} [gcd(a,b)==k] a*b ]

    然后接下来的一部分和简单数学题一样,把后面的部分进行莫比乌斯反演,然后带回来,得到

    [Ans=sum_{mu(k) neq 0 } k sum_{d=1}^{frac{A}{k}} mu(d) SBig( Biglfloor frac{n}{kd} Big floor Big)^2 ]

    按照套路 (T=kd)

    [Ans=sum_{T=1}^A SBig(Biglfloor frac{A}{T} Big floor Big)^2 sum_{d|T mu(k) eq 0 } mu Big(frac{T}{d}Big) Big(frac{T}{d}Big)^2 d ]

    到了这一步,我们已经基本上可以做了,打一个简单的 (nlogn) 的筛加上整除分块,复杂度就变成了 (nlogn+Tsqrt{n}) ,常数优秀一点就可以切掉了,但是我们还有更优秀的线性筛

    考虑可以把式子的后半部分表示成为

    [g(T)=sum_{d|T} Big(frac{T}{d}Big) Big(frac{T}{d}Big)^2 d *f(d) ]

    (T) 是质数的时候

    [g(T) = mu(1) * 1 * x * f(x) + mu(x) * x^2 * f(x)=x-x^2 ]

    对于不是质数的部分,我们考虑因式分解

    [x=p_1^{q_1} p_2^{q_2} ....... p_k^{q_k} ]

    我们发现,当 (q_i >3) (f(x)=0)

    那么,我们假设插入一个数 (p_1)

    这时候,当 (q_1>1~~ f(p_1*x)=0)

    否则 ,就可以表示成为:

    [g(x*p_1)=g(p_i^2)*g(p_2^{q_2}......p_k^{q_k}) ]

    这两个式子一定是互质的,于是,我们就可以得到

    [g(p_1^2)=mu(p_1)*p_1^2*p_1*f(p_1)=-p_1^3 ]

    然后我们就可以线性筛了

    #include <bits/stdc++.h>
    
    using namespace std;
    #define re register
    #define gc getchar()
    inline int read() 
    {
        re int x=0,f(1);re char ch=gc;
        while(ch<'0'||ch>'9') {if(ch=='-') f=-1;ch=gc;}
        while(ch>='0'&&ch<='9') x=(x<<1)+(x<<3)+(ch^48),ch=gc;
        return x*f;
    }
    #define ll long long
    
    const int N=4e6+10,mod=1<<30;
    ll n,cn[N],pri[N],vis[N],cnt;
    ll s[N],po[N];
    
    void get(int n)
    {
        s[1]=cn[1]=1;
        for(int i=2;i<=n;++i)
        {
            if (!vis[i]) po[i]=pri[++cnt]=i,s[i]=i-i*i,cn[i]=1;
            for(int j=1;j<=cnt&&i*pri[j]<=n;++j)
            {
                vis[i*pri[j]]=1;
                if(i%pri[j]==0)
                {
    				cn[i*pri[j]]=cn[i]+1;
                    po[i*pri[j]]=po[i];//*pri[j];
                    if (cn[i]==1)
    					s[i*pri[j]]=-(ll)pri[j]*pri[j]*pri[j]*s[i/po[i]];
                    else s[i*pri[j]]=0;
                    break;
                }
                else
                {
                    s[i*pri[j]]=s[i]*s[pri[j]];
                    po[i*pri[j]]=pri[j];
                    cn[i*pri[j]]=1;
                }
            }
        }
        for(int i=2;i<=n;++i)
        	s[i]+=s[i-1];
    }
    
    
    ll ans;
    
    inline ll S(ll x) {return x*(x+1)/2;}
    
    int main()
    {
    	int T=read();
    	get(N-10);
    	while(T--)
    	{
    		ans=0;
    		int a=read(),b=read();
    		for(int l=1,r;l<=min(a,b);l=r+1)
    		{
    	    	r=min(a/(a/l),b/(b/l));
    		    ans+=(1LL*S(a/l)*S(b/l)*(s[r]-s[l-1]));
    		}
    		cout<<(ans%mod+mod)%mod<<endl;
    	}
    	return 0;
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/zijinjun/p/11051142.html
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