Warning: session_start(): open(/tmp/sess_5328b6ecd44b826256d4ae3d8cb3457a, O_RDWR) failed: No space left on device (28) in /data/wiki/inc/init.php on line 239

Warning: session_start(): Failed to read session data: files (path: ) in /data/wiki/inc/init.php on line 239

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /data/wiki/inc/init.php:239) in /data/wiki/inc/auth.php on line 430
Writing /data/wiki/data/cache/4/43994124a9168f34c03db2ff7cd35d94.captchaip failed

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /data/wiki/inc/init.php:239) in /data/wiki/inc/actions.php on line 38

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /data/wiki/inc/init.php:239) in /data/wiki/lib/tpl/dokuwiki/main.php on line 12
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 移项得 移项得
  
-\begin{equation}g(1)S(n)=\sum_{i=1}^n (f\ast g)(i)-\sum_{d=2}^n g(d)S(\lfloor\frac nd\rfloor)\tag{1}\end{equation}+\begin{equation}g(1)S(n)=\sum_{i=1}^n (f\ast g)(i)-\sum_{d=2}^n g(d)S(\lfloor\frac nd\rfloor)\end{equation}
  
 观察式子,发现如果能快速求出 $(f\ast g)(n)$ 和 $g(n)$ 的前缀和,就可以通过整数分块和记忆化搜索快速求出 $S(n)$。 观察式子,发现如果能快速求出 $(f\ast g)(n)$ 和 $g(n)$ 的前缀和,就可以通过整数分块和记忆化搜索快速求出 $S(n)$。
行 74: 行 74:
 == 题解 == == 题解 ==
  
-取 $f=\varphi,​g=I$,则$(f\ast g)=id$,根据 ​$(1)$ 式,+取 $f=\varphi,​g=I$,则$(f\ast g)=id$,根据杜教筛
  
 \begin{equation}I(1)S(n)=\sum_{i=1}^n id(i)-\sum_{d=2}^n I(d)S(\lfloor\frac nd\rfloor)\end{equation} \begin{equation}I(1)S(n)=\sum_{i=1}^n id(i)-\sum_{d=2}^n I(d)S(\lfloor\frac nd\rfloor)\end{equation}
行 82: 行 82:
 \begin{equation}S(n)=\frac {n(n+1)}2-\sum_{d=2}^n S(\lfloor\frac nd\rfloor)\end{equation} \begin{equation}S(n)=\frac {n(n+1)}2-\sum_{d=2}^n S(\lfloor\frac nd\rfloor)\end{equation}
  
-取 $f=\mu,​g=I$,则$(f\ast g)=e$,根据 ​$(1)$ 式,+取 $f=\mu,​g=I$,则$(f\ast g)=e$,根据杜教筛
  
 \begin{equation}I(1)S(n)=\sum_{i=1}^n e(i)-\sum_{d=2}^n I(d)S(\lfloor\frac nd\rfloor)\end{equation} \begin{equation}I(1)S(n)=\sum_{i=1}^n e(i)-\sum_{d=2}^n I(d)S(\lfloor\frac nd\rfloor)\end{equation}
行 92: 行 92:
 <hidden 查看代码>​ <hidden 查看代码>​
 <code cpp> <code cpp>
-#include <​iostream>​ 
-#include <​cstdio>​ 
-#include <​cstdlib>​ 
-#include <​algorithm>​ 
-#include <​string>​ 
-#include <​sstream>​ 
-#include <​cstring>​ 
-#include <​cctype>​ 
-#include <​cmath>​ 
-#include <​vector>​ 
-#include <set> 
-#include <map> 
-#include <​stack>​ 
-#include <​queue>​ 
-#include <​ctime>​ 
-#include <​cassert>​ 
-#define _for(i,a,b) for(int i=(a);​i<​(b);​++i) 
-#define _rep(i,a,b) for(int i=(a);​i<​=(b);​++i) 
-#define mem(a,b) memset(a,​b,​sizeof(a)) 
-using namespace std; 
-typedef long long LL; 
-inline int read_int(){ 
-    int t=0;bool sign=false;​char c=getchar();​ 
-    while(!isdigit(c)){sign|=c=='​-';​c=getchar();​} 
-    while(isdigit(c)){t=(t<<​1)+(t<<​3)+(c&​15);​c=getchar();​} 
-    return sign?-t:t; 
-} 
-inline LL read_LL(){ 
-    LL t=0;bool sign=false;​char c=getchar();​ 
-    while(!isdigit(c)){sign|=c=='​-';​c=getchar();​} 
-    while(isdigit(c)){t=(t<<​1)+(t<<​3)+(c&​15);​c=getchar();​} 
-    return sign?-t:t; 
-} 
-inline char get_char(){ 
-    char c=getchar();​ 
-    while(c=='​ '​||c=='​\n'​||c=='​\r'​)c=getchar();​ 
-    return c; 
-} 
-inline void write(LL x){ 
-    register char c[21],​len=0;​ 
-    if(!x)return putchar('​0'​),​void();​ 
-    if(x<​0)x=-x,​putchar('​-'​);​ 
-    while(x)c[++len]=x%10,​x/​=10;​ 
-    while(len)putchar(c[len--]+48);​ 
-} 
-inline void space(LL x){write(x),​putchar('​ ');} 
-inline void enter(LL x){write(x),​putchar('​\n'​);​} 
 const int MAXP=5e6+5;  ​ const int MAXP=5e6+5;  ​
 bool vis[MAXP]; bool vis[MAXP];
行 222: 行 175:
  enter(S_mu(n));​  enter(S_mu(n));​
  }  }
 +    return 0;
 +}
 +</​code>​
 +</​hidden>​
 +
 +=== 习题二 ===
 +
 +[[https://​www.luogu.com.cn/​problem/​P3768|洛谷p3768]]
 +
 +== 题意 ==
 +
 +给定 $n,​p$,计算
 +
 +\begin{equation}\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n ij\text{gcd}(i,​j)\bmod p\end{equation}
 +
 +== 题解 ==
 +
 +先把 $\text{gcd}$ 转化为莫比乌斯函数,有
 +
 +\begin{equation}\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n ij\text{gcd}(i,​j)=\sum_{d=1}^n d\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^nij[(i,​j)==d]=\sum_{d=1}^n d^3\sum_{i=1}^{\lfloor\frac nd\rfloor}\sum_{j=1}^{\lfloor\frac nd\rfloor}ij[(i,​j)==1]=\sum_{d=1}^n d^3\sum_{i=1}^{\lfloor\frac nd\rfloor}\sum_{j=1}^{\lfloor\frac nd\rfloor}ij\sum_{k\mid (i,​j)}\mu(k)\end{equation}
 +
 +改变枚举顺序,有
 +
 +\begin{equation}\sum_{d=1}^n d^3\sum_{i=1}^{\lfloor\frac nd\rfloor}\sum_{j=1}^{\lfloor\frac nd\rfloor}ij\sum_{k\mid (i,​j)}\mu(k)=\sum_{d=1}^n d^3\sum_{k=1}^{\lfloor\frac nd\rfloor}\mu(k)\sum_{k\mid i}^{i\le\lfloor\frac nd\rfloor}i\sum_{k\mid j}^{j\le\lfloor\frac nd\rfloor}j=\sum_{d=1}^n d^3\sum_{k=1}^{\lfloor\frac nd\rfloor}k^2\mu(k)\left(\sum_{i=1}^{\lfloor\frac n{dk}\rfloor}i\right)^2\end{equation}
 +
 +设 $dk=T,​S(n)=\sum_{i=1}^n i$,将 $k=\frac Td$ 代入,有
 +
 +\begin{equation}\sum_{d=1}^n d^3\sum_{k=1}^{\lfloor\frac nd\rfloor}k^2\mu(k)\left(\sum_{i=1}^{\lfloor\frac n{dk}\rfloor}i\right)^2=\sum_{T=1}^n S(\lfloor\frac nT\rfloor)T^2\sum_{d\mid T} d\mu\left(\frac Td\right)=\sum_{T=1}^n S(\lfloor\frac nT\rfloor)T^2\varphi(T)\end{equation}
 +
 +考虑数论分块 $+$ 杜教筛,设 $F(n)=\sum_{i=1}^nf(i),​f(n)=n^2\varphi(n),​g(n)=n^2$,有
 +
 +\begin{equation}(f\ast g)(n)=\sum_{d\mid n}f(d)g(\frac nd)=\sum_{d\mid n}d^2\varphi(d)\left(\frac nd\right)^2=n^2\sum_{d\mid n}\varphi(d)=n^3\end{equation}
 +
 +根据杜教筛公式,有
 +
 +\begin{equation}F(n)=\sum_{i=1}^n i^3-\sum_{d=2}^n d^2F\left(\lfloor\frac nd\rfloor\right)\end{equation}
 +
 +再根据 $\sum_{i=1}^n i^3=\left(\frac {n(n+1)}2\right)^2,​\sum_{i=1}^n i^2=\frac {n(n+1)(2n+1)}6$,便可以快速计算出 $F(n)$。
 +
 +事实上,杜教筛在计算出 $F(n)$ 的同时也计算出了所有 $F\left(\lfloor\frac nd\rfloor\right)$ 的值。
 +
 +所以利用记忆化搜索,外层嵌套分块不影响时间复杂度,仍为 $O\left(n^{\frac 23}\right)$。
 +
 +<hidden 查看代码>​
 +<code cpp>
 +int mod,​inv2,​inv6;​
 +int quick_pow(LL a,LL b,int mod){
 + LL t=1;
 + while(b){
 + if(b&​1)
 + t=t*a%mod;​
 + a=a*a%mod;​
 + b>>​=1;​
 + }
 + return t%mod;
 +}
 +template <​typename T1,typename T2>
 +struct HASH_Table{
 + static const int HASH_MOD=3000017,​MAXS=5e6;​
 + struct cell{
 + T1 key;T2 val;
 + int next;
 + }e[MAXS];
 + int head[HASH_MOD],​cnt;​
 + void clear(){mem(head,​0);​cnt=0;​}
 + T2 insert(T1 Key,T2 Value){
 + int h=Key%HASH_MOD;​
 + e[++cnt].key=Key,​e[cnt].val=Value,​e[cnt].next=head[h];​
 + head[h]=cnt;​
 + return Value;
 + }
 + T2 find(T1 Key){
 + int h=Key%HASH_MOD;​
 + for(int i=head[h];​i;​i=e[i].next){
 + if(e[i].key==Key)
 + return e[i].val;
 + }
 + return -1;
 + }
 +};
 +HASH_Table<​LL,​int>​ pre_2;
 +const int MAXP=8e6;
 +bool vis[MAXP];
 +int prime[MAXP],​pre_1[MAXP],​cnt;​
 +void Pre(){
 + vis[1]=true,​pre_1[1]=1;​
 + _for(i,​2,​MAXP){
 + if(!vis[i])pre_1[i]=i-1,​prime[cnt++]=i;​
 + for(int j=0;​j<​cnt&&​i*prime[j]<​MAXP;​j++){
 + vis[i*prime[j]]=true;​
 + if(i%prime[j])
 + pre_1[i*prime[j]]=pre_1[i]*(prime[j]-1);​
 + else{
 + pre_1[i*prime[j]]=pre_1[i]*prime[j];​
 + break;
 + }
 + }
 + }
 + _for(i,​2,​MAXP)
 + pre_1[i]=(1LL*i*i%mod*pre_1[i]+pre_1[i-1])%mod;​
 +}
 +int Pow_1s(LL n){n%=mod;​return n*(n+1)%mod*inv2%mod;​}
 +int Pow_2s(LL n){n%=mod;​return n*(n+1)%mod*(2*n+1)%mod*inv6%mod;​}
 +int Pow_3s(LL n){n%=mod;​LL t=n*(n+1)%mod*inv2%mod;​return t*t%mod;}
 +int S(LL n){
 + if(n<​MAXP)
 + return pre_1[n];
 + if(pre_2.find(n)!=-1)
 + return pre_2.find(n);​
 + LL ans=Pow_3s(n),​lef=2,​rig;​
 + while(lef<​=n){
 + rig=n/​(n/​lef);​
 + ans=(ans-1LL*(Pow_2s(rig)-Pow_2s(lef-1))*S(n/​lef))%mod;​
 + lef=rig+1;​
 + }
 + return pre_2.insert(n,​ans);​
 +}
 +int cal(LL n){
 + LL ans=0,​lef=1,​rig,​t;​
 + while(lef<​=n){
 + rig=n/​(n/​lef);​
 + t=Pow_1s(n/​lef);​t=t*t%mod;​
 + ans=(ans+t*(S(rig)-S(lef-1)))%mod;​
 + lef=rig+1;​
 + }
 + return (ans+mod)%mod;​
 +}
 +int main()
 +{
 + mod=read_int();​
 + inv2=quick_pow(2,​mod-2,​mod);​
 + inv6=quick_pow(6,​mod-2,​mod);​
 + Pre();
 + enter(cal(read_LL()));​
     return 0;     return 0;
 } }
 </​code>​ </​code>​
 </​hidden>​ </​hidden>​
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