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2020-2021:teams:wangzai_milk:wzx27:pe:201 [2020/05/25 16:28] wzx27 创建 |
2020-2021:teams:wangzai_milk:wzx27:pe:201 [2020/05/25 17:05] (当前版本) wzx27 |
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行 1: | 行 1: | ||
- | [https://projecteuler.net/problem=216] | + | 题目链接:[[https://projecteuler.net/problem=216]] |
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+ | === 题意 === | ||
+ | 求$2\le n \le 5e7$,有多少个$n$满足$t(n)=2n^2-1$是个质数 | ||
+ | |||
+ | === 题解 === | ||
+ | 先令$t[i]=2i^2-1$ | ||
+ | |||
+ | 从$2$开始枚举,用类似埃式筛的思想,如果$t[i]\gt 1$,则令$t[i+k\times t[i]] /= t[i],t[-i+k\times t[i]] /= t[i]$,如果$t[i]=2i^2-1$,则答案个数加一 | ||
+ | |||
+ | 上述算法的正确性需要证明几个关于$t(n)=2n^2-1$的性质: | ||
+ | |||
+ | 1、若$p\mid t(n)$,则$p|mid t(n+kp)且p\mid t(-n+kp)$ | ||
+ | |||
+ | 证明: | ||
+ | $$ | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | t(n+p)-t(n) | ||
+ | & =2(n+p)^2-2n^2 \\ | ||
+ | & =2p(2n+p) \\ | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | $$ | ||
+ | 若$p\mid t(n)$,又因为$p\mid (t(n+p)-t(n))$,所以有$p\mid t(n+p)$,从而有$p\mid t(n+kp)$ | ||
+ | |||
+ | $p\mid t(-n+kp)$同理 | ||
+ | |||
+ | 2、在上述算法过程中,枚举到i时,$t[i]$要么等于$1$要么是一个质数 | ||
+ | |||
+ | 证明: | ||
+ | |||
+ | 假设$2,3,..,i-1$都满足该性质 | ||
+ | |||
+ | 对于$i$,反设$t[i]$可以分解为多个质数相乘,$t[i]=p_1,..,p_k\; (k>1)$,记最小的质数为$p$ | ||
+ | |||
+ | 若$p\lt i$,则一定被$t[i-p]$筛过,矛盾 | ||
+ | |||
+ | 若$p==i$,显然$i\nmid 2i^2-1$,矛盾 | ||
+ | |||
+ | 若$i\lt p \lt 2i$,若$p=i+1$,显然$p\nmid 2i^2-1$,否则$i+1\lt p \lt 2i$则一定被$t[-i+p]$筛过,矛盾 | ||
+ | |||
+ | 若$p\ge 2i$,则存在$q\ge p$,使得$pq \mid 2i^2-1$,但$pq\ge 4i^2$,矛盾 | ||
+ | |||
+ | 证毕 | ||
+ | |||
+ | === 代码 === | ||
+ | <code cpp> | ||
+ | rep(i,2,n) a[i] = 2LL*i*i-1; | ||
+ | rep(i,2,n){ | ||
+ | if(a[i]==2LL*i*i-1) ans++; | ||
+ | if(a[i]>1){ | ||
+ | ll p = a[i]; | ||
+ | for(ll j=i+p;j<=n;j+=p){ | ||
+ | if(a[j]%p==0) a[j]/=p; | ||
+ | } | ||
+ | for(ll j=-i;j<=n;j+=p){ | ||
+ | if(j>0 && a[j]%p==0) a[j]/=p; | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | </code> |