[数论][莫比乌斯反演][杜教筛] 51Nod 1238 最小公倍数之和 V3

该博客详细介绍了如何利用数论中的莫比乌斯反演和杜教筛方法解决51Nod 1238题——计算最小公倍数之和的问题,探讨了数论在算法中的应用。

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Description

i=1nj=1nlcm(i,j)

推柿子:
A(n)Ans========i=1nlcm(i,n)ndni=1nid[(nd,id)=1]ndni=1di[(d,i)=1]ndn[d=1]+dφ(d)2n2+12dndφ(d)2i=1nA(i)n(n+1)2i=1nididφ(d)d=1nd2φ(d)i=1ndi

后面那个东西取值只有 O(n) 种。
所以杜教筛
S(n)===i=1n(id2φ)(i)i=1n[(φ1)id2](i)i=2nS(ni)i2i=1ni3i=2nS(ni)i2

还有一种处理方法,从 jiry_2博客上看到的。
这里写图片描述

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

typedef long long ll;
const ll N = 10101010;
const ll MOD = 1000000007;
const ll INV2 = (MOD + 1) / 2;
const ll INV6 = (MOD + 1) / 6;

inline char get(void) {
  static char buf[100000], *S = buf, *T = buf;
  if (S == T) {
    T = (S = buf) + fread(buf, 1, 100000, stdin);
    if (S == T) return EOF;
  }
  return *S++;
}
template<typename T>
inline void read(T &x) {
  static char c; x = 0; ll sgn = 0;
  for (c = get(); c < '0' || c > '9'; c = get()) if (c == '-') sgn = 1;
  for (; c >= '0' && c <= '9'; c = get()) x = x * 10 + c - '0';
  if (sgn) x = -x;
}

int phi[N], pre[N];
int vis[N], prime[N];
ll Pcnt, lim, ans;
ll n;
map<ll, int> mp;

inline void Add(ll &x, ll a) {
  x = (x + a) % MOD;
}
inline ll Mod(ll x) {
  return (x % MOD + MOD) % MOD;
}
inline void Pre(int n) {
  phi[1] = 1; int x;
  for (int i = 2; i <= n; i++) {
    if (!vis[i]) {
      phi[i] = i - 1; prime[++Pcnt] = i;
    }
    for (int j = 1; j <= Pcnt && (x = prime[j] * i) <= n; j++) {
      vis[x] = 1;
      if (i % prime[j]) {
    phi[x] = phi[prime[j]] * phi[i];
      } else {
    phi[x] = prime[j] * phi[i]; break;
      }
    }
  }
  for (int i = 1; i <= n; i++)
    pre[i] = ((ll)phi[i] * i % MOD * i % MOD + pre[i - 1]) % MOD;
}
inline ll Sum1(ll n) {
  n %= MOD;
  return n * (n + 1) / 2 % MOD;
}
inline ll Sum2(ll n) {
  n %= MOD; ll n2 = (2 * n + 1) % MOD;
  return n * (n + 1) % MOD * n2 % MOD * INV6 % MOD;
}
inline ll Sum2(ll l, ll r) {
  return Mod(Sum2(r) - Sum2(l - 1));
}
inline ll Sum3(ll n) {
  n = Sum1(n);
  return n * n % MOD;
}
inline ll S(ll n) {
  if (n <= lim) return pre[n];
  if (mp.count(n)) return mp[n];
  ll res = Sum3(n); ll pos;
  for (ll i = 2; i <= n; i = pos + 1) {
    pos = n / (n / i);
    Add(res, MOD - (ll)Sum2(i, pos) * S(n / i) % MOD);
  }
  return mp[n] = res;
}

int main(void) {
  freopen("1.in", "r", stdin);
  freopen("1.out", "w", stdout);
  read(n);
  Pre(lim = (int)pow(n, 0.7));
  ll pos;
  for (ll d = 1; d <= n; d = pos + 1) {
    pos = n / (n / d);
    Add(ans, (ll)Mod(S(pos) - S(d - 1)) * Sum1(n / d) % MOD);
  }
  cout << ans << endl;
  return 0;
}
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