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[模板]莫比乌斯反演

时间:2019-01-05 23:21:25      阅读:308      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:define   pac   技能   swa   return   构造   gif   make   bit   

前置技能:整除分块

计算形如$\sum_{i=1}^{n}a_if(\lfloor\frac{n}{i}\rfloor)$的式子

可以发现$\lfloor\frac{n}{i}\rfloor$只有$O(\sqrt{n})$种取值,且相同的取值的i是连续的,所以可以$O(\sqrt{n})$来求

和i相同的的最后一个位置,是$n/(n/i)$

需要快速求出a_i的前缀和

例:$\sum{\mu(i)*\frac{n}{i}*\frac{m}{i}}$

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inline int calc(int n,int m){
    if(n>m) swap(n,m);
    int i=1,pos=1,re=0;
    for(;i<=n;i=pos+1){
        pos=min(n/(n/i),m/(m/i));
        re+=(mu[pos]-mu[i-1])*(n/i)*(m/i);
    }return re;
}
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莫比乌斯函数$\mu$

当x有次数>=2的质因子时,$\mu(x)=0$

否则,设k为x的质因子数量,$\mu(x)=(-1)^k$

特殊地,$\mu(1)=1$ (其实也不特殊..)

$\mu$是积性函数,可以线性筛出。有时也可以作为容斥系数

有$\sum_{d|n}\mu(d)=[n=1]$,可用二项式定理证明

 

莫比乌斯反演

已知数论函数$F(n)$且$F(n)=\sum_{d|n}f(d)$

则有$f(n)=\sum_{d|n}\mu(d)F(\frac{n}{d})$

以及另一种形式(d是n的倍数):

$F(n)=\sum_{n|d}f(d)$

$f(n)=\sum_{n|d}\mu(\frac{d}{n})F(d)$

具体应用时,需要构造f和F,要求f,但是F比较好求

 

例题

luogu2155 YY的GCD ,参见http://www.cnblogs.com/peng-ym/p/8652288.html

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 1 #include<bits/stdc++.h>
 2 #define CLR(a,x) memset(a,x,sizeof(a))
 3 #define MP make_pair
 4 using namespace std;
 5 typedef long long ll;
 6 typedef unsigned long long ull;
 7 typedef pair<int,int> pa;
 8 const int maxn=1e7+10;
 9 
10 inline ll rd(){
11     ll x=0;char c=getchar();int neg=1;
12     while(c<0||c>9){if(c==-) neg=-1;c=getchar();}
13     while(c>=0&&c<=9) x=x*10+c-0,c=getchar();
14     return x*neg;
15 }
16 
17 int g[maxn],pri[maxn],cnt,T,mu[maxn];
18 bool np[maxn];
19 
20 inline ll calc(int n,int m){
21     if(n>m) swap(n,m);
22     ll re=0;
23     for(int i=1,pos;i<=n;i=pos+1){
24         pos=min(n/(n/i),m/(m/i));
25         re+=1ll*(n/i)*(m/i)*(g[pos]-g[i-1]);
26     }return re;
27 }
28 
29 int main(){
30     //freopen("","r",stdin);
31     int i,j,k;
32     g[1]=0;np[1]=1;mu[1]=1;
33     for(i=2;i<=1e7;i++){
34         if(!np[i]){
35             pri[++cnt]=i;
36             g[i]=1;mu[i]=-1;
37         }
38         for(j=1;j<=cnt&&pri[j]*i<=1e7;j++){
39             np[i*pri[j]]=1;
40             if(i%pri[j]==0){
41                 g[i*pri[j]]=mu[i];break;
42             }
43             g[i*pri[j]]=mu[i]-g[i];
44             mu[i*pri[j]]=mu[i]*mu[pri[j]];
45         }
46     }
47     for(i=1;i<=1e7;i++) g[i]+=g[i-1];
48     for(T=rd();T;T--){
49         printf("%lld\n",calc(rd(),rd()));
50     }
51     return 0;
52 }
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[模板]莫比乌斯反演

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原文地址:https://www.cnblogs.com/Ressed/p/10226687.html

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