洛谷 P1829 [国家集训队]Crash的数字表格 / JZPTAB

题意

∑ i = 1 n ∑ j = 1 m lcm ( i , j ) (   m o d   20101009 ) \sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{m}\text{lcm}(i,j)(\bmod 20101009) i=1nj=1mlcm(i,j)(mod20101009)

思路

容易想到原式等价于

∑ i = 1 n ∑ j = 1 m i ∗ j gcd ⁡ ( i , j ) \sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{m}\frac{i* j}{\gcd(i,j)} i=1nj=1mgcd(i,j)ij

枚举 i , j i,j i,j的最大公约数 d d d,显然 gcd ⁡ ( i d , j d ) = 1 \gcd(\frac id,\frac jd)=1 gcd(di,dj)=1,即 i d \frac id di j d \frac jd dj互质

∑ i = 1 n ∑ j = 1 m ∑ d ∣ i , d ∣ j , gcd ⁡ ( i d , j d ) = 1 i ∗ j d \sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^m\sum\limits_{d|i,d|j,\gcd(\frac id,\frac jd)=1}\frac{i*j}d i=1nj=1mdi,dj,gcd(di,dj)=1dij

变换求和顺序

∑ d = 1 n d ∑ i = 1 ⌊ n d ⌋ ∑ j = 1 ⌊ m d ⌋ [ gcd ⁡ ( i , j ) = 1 ] i ∗ j \sum\limits_{d=1}^{n}d\sum\limits_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}\sum\limits_{j=1}^{\lfloor\frac{m}{d}\rfloor}[\gcd(i,j)=1]i*j d=1ndi=1dnj=1dm[gcd(i,j)=1]ij

s u m ( n , m ) = ∑ i = 1 n ∑ j = 1 m [ gcd ⁡ ( i , j ) = 1 ] i ∗ j sum(n,m)=\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{m}[\gcd(i,j)=1]i*j sum(n,m)=i=1nj=1m[gcd(i,j)=1]ij

对其进行化简,用 ε ( gcd ⁡ ( i , j ) ) \varepsilon(\gcd(i,j)) ε(gcd(i,j))替换 [ gcd ⁡ ( i , j ) = 1 ] [\gcd(i,j)=1] [gcd(i,j)=1]

∑ i = 1 n ∑ j = 1 m ∑ d ∣ gcd ⁡ ( i , j ) μ ( d ) ∗ i ∗ j \sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{m}\sum\limits_{d|\gcd(i,j)}\mu(d)*i*j i=1nj=1mdgcd(i,j)μ(d)ij

转化为首先枚举约数

∑ d = 1 min ⁡ ( n , m ) ∑ d ∣ i n ∑ d ∣ j m μ ( d ) ∗ i ∗ j \sum\limits_{d=1}^{\min(n,m)}\sum\limits_{d|i}^{n}\sum\limits_{d|j}^{m}\mu(d)*i*j d=1min(n,m)dindjmμ(d)ij

i = i ′ ∗ d , j = j ′ ∗ d i=i'*d,j=j'*d i=id,j=jd,则可以进一步转化

∑ d = 1 min ⁡ ( n , m ) μ ( d ) ∗ d 2 ∗ ∑ i = 1 ⌊ n d ⌋ ∑ j = 1 ⌊ m d ⌋ i ∗ j \sum\limits_{d=1}^{\min(n,m)}\mu(d)*d^2*\sum\limits_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}\sum\limits_{j=1}^{\lfloor\frac{m}{d}\rfloor}i*j d=1min(n,m)μ(d)d2i=1dnj=1dmij

前半段可以处理前缀和,后半段可以 O ( 1 ) O(1) O(1)求,设

Q ( n , m ) = ∑ i = 1 n ∑ j = 1 m i ∗ j = n ∗ ( n + 1 ) 2 ∗ m ∗ ( m + 1 ) 2 Q(n,m)=\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{m}i*j=\frac{n*(n+1)}{2}*\frac{m*(m+1)}{2} Q(n,m)=i=1nj=1mij=2n(n+1)2m(m+1)

显然可以 O ( 1 ) O(1) O(1)求解

到现在

s u m ( n , m ) = ∑ d = 1 min ⁡ ( n , m ) μ ( d ) ∗ d 2 ∗ Q ( ⌊ n d ⌋ , ⌊ m d ⌋ ) sum(n,m)=\sum\limits_{d=1}^{\min(n,m)}\mu(d)*d^2*Q(\lfloor\frac nd \rfloor,\lfloor\frac md\rfloor) sum(n,m)=d=1min(n,m)μ(d)d2Q(dn,dm)

可以用数论分块求解

回带到原式中

∑ d = 1 min ⁡ ( n , m ) d ∗ s u m ( ⌊ n d ⌋ , ⌊ m d ⌋ ) \sum\limits_{d=1}^{\min(n, m)}d*sum(\lfloor\frac nd \rfloor,\lfloor\frac md\rfloor) d=1min(n,m)dsum(dn,dm)

又可以数论分块求解了

然后就做完啦

代码

/*
Author:loceaner
*/
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#define int long long
using namespace std;

const int A = 1e7 + 11;
const int B = 1e6 + 11;
const int mod = 20101009;
const int inf = 0x3f3f3f3f;

inline int read() {
	char c = getchar(); int x = 0, f = 1;
	for( ; !isdigit(c); c = getchar()) if(c == '-') f = -1;
	for( ; isdigit(c); c = getchar()) x = x * 10 + (c ^ 48);
	return x * f;
}

bool vis[A];
int n, m, mu[A], p[B], sum[A], cnt;

void getmu() {
    mu[1] = 1;
    int k = min(n, m);
    for (int i = 2; i <= k; i++) {
        if (!vis[i]) p[++cnt] = i, mu[i] = -1;
        for (int j = 1; j <= cnt && i * p[j] <= k; ++j) {
            vis[i * p[j]] = 1;
            if (i % p[j] == 0) break;
            mu[i * p[j]] = -mu[i];
        }
    }
    for (int i = 1; i <= k; i++) sum[i] = (sum[i - 1] + i * i % mod * mu[i]) % mod;
}

int Sum(int x, int y) { 
	return (x * (x + 1) / 2 % mod) * (y * (y + 1) / 2 % mod) % mod; 
}

int solve2(int x, int y) {
    int res = 0;
    for (int i = 1, j; i <= min(x, y); i = j + 1) {
        j = min(x / (x / i), y / (y / i));
        res = (res + 1LL * (sum[j] - sum[i - 1] + mod) * Sum(x / i, y / i) % mod) % mod;
    }
    return res;
}

int solve(int x, int y) {
    int res = 0;
    for (int i = 1, j; i <= min(x, y); i = j + 1) {
        j = min(x / (x / i), y / (y / i));
        res = (res + 1LL * (j - i + 1) * (i + j) / 2 % mod * solve2(x / i, y / i) % mod) % mod;
    }
    return res;
}

signed main() {
    n = read(), m = read();
    getmu();
    cout << solve(n, m) << '\n';
}
内容概要:该论文深入研究了液压挖掘机动臂下降势能回收技术,旨在解决传统液压挖掘机能耗高的问题。提出了一种新型闭式回路势能回收系统,利用模糊PI自整定控制算法控制永磁无刷直流电动机,实现了变转速容积调速控制,消除了节流和溢流损失。通过建立数学模型和仿真模型,分析了不同负载下的系统性能,并开发了试验平台验证系统的高效性和节能效果。研究还涵盖了执行机构能量分布分析、系统元件参数匹配及电机控制性能优化,为液压挖掘机节能技术提供了理论和实践依据。此外,通过实验验证,该系统相比传统方案可降低28%的能耗,控制系统响应时间缩短40%,为工程机械的绿色化、智能化发展提供了关键技术支撑。 适合人群:从事工程机械设计、制造及维护的工程师和技术人员,以及对液压系统节能技术感兴趣的科研人员。 使用场景及目标:①理解液压挖掘机闭式回路动臂势能回收系统的原理和优势;②掌握模糊PI自整定控制算法的具体实现;③学习如何通过理论建模、仿真和实验验证来评估和优化液压系统的性能。 其他说明:此研究不仅提供了详细的理论分析和数学建模,还给出了具体的仿真代码和实验数据,便于读者在实际工作中进行参考和应用。研究结果表明,该系统不仅能显著提高能源利用效率,还能延长设备使用寿命,降低维护成本,具有重要的工程应用价值。
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