题目分析
首先有一个结论:gcd(fib(ai))=fib(gcd(ai))gcd(fib(a_i))= fib(gcd(a_i))gcd(fib(ai))=fib(gcd(ai)),可以尝试使用辗转相减球gcd的方法证明一下。(boshi:可以证,但没必要)
然后lcmlcmlcm是个什么玩意呢?对于一个指定的质因数ppp,假设aia_iai的质因数ppp的次数为cic_ici,则他们的lcm的ppp的次数为max(ci)max(c_i)max(ci),gcd的ppp的次数为min(ci)min(c_i)min(ci)。看到这里,可以考虑Max-Min容斥(又称Max-Min反演),最后可以得到:
lcm(fib(S))=∏T⊂S,T̸=∅fib(gcd(T))(−1)∣T∣+1lcm(fib(S))=\prod_{T \subset S,T \not= \emptyset} fib(gcd(T))^{(-1)^{|T|+1}}lcm(fib(S))=T⊂S,T̸=∅∏fib(gcd(T))(−1)∣T∣+1
假设fib(x)fib(x)fib(x)的正数幂大小为c1c_1c1,负数幂绝对值大小为c2c_2c2,则我们只要把所有fib(x)c1−c2fib(x)^{c_1-c_2}fib(x)c1−c2乘起来即可。
怎么求呢?以求c1c_1c1为例,只要用O(nlnn)O(n \ln n)O(nlnn)的时间求出xxx的倍数有多少个,则知gcdgcdgcd是xxx的倍数,且集合大小为奇数的集合有多少个,设为f(x)f(x)f(x)个。设gcdgcdgcd是xxx且集合大小为奇数的集合有g(x)g(x)g(x)个,则有:
f(x)=∑x∣dg(d)f(x)=\sum_{x|d} g(d)f(x)=x∣d∑g(d)
莫比乌斯反演一下:
g(x)=∑x∣dμ(xd)f(d)g(x)=\sum_{x|d} \mu(\frac{x}{d})f(d)g(x)=x∣d∑μ(dx)f(d)
求g(x)g(x)g(x)也是O(nlnn)O(n \ln n)O(nlnn)的,完美!
代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define RI register int
int read() {
int q=0;char ch=' ';
while(ch<'0'||ch>'9') ch=getchar();
while(ch>='0'&&ch<='9') q=q*10+ch-'0',ch=getchar();
return q;
}
const int mod=1000000007,N=1000000;
int n,tot,ans=1;
int a[N+5],b[N+5],f[N+5],mu[N+5],pri[N+5],is[N+5],c[N+5];
int ksm(int x,int y,int p) {
int re=1;
for(;y;y>>=1,x=1LL*x*x%p) if(y&1) re=1LL*re*x%p;
return re;
}
void prework() {
f[1]=1;for(RI i=2;i<=N;++i) f[i]=(f[i-1]+f[i-2])%mod;
for(RI i=1;i<=N;++i)
for(RI j=i;j<=N;j+=i) b[i]=b[i]+a[j];
mu[1]=1;
for(RI i=2;i<=N;++i) {
if(!is[i]) pri[++tot]=i,mu[i]=-1;
for(RI j=1;j<=tot&&pri[j]*i<=N;++j) {
is[pri[j]*i]=1;
if(i%pri[j]==0) break;
else mu[pri[j]*i]=-mu[i];
}
}
}
void getc1() {
for(RI i=1;i<=N;++i) if(b[i]) b[i]=ksm(2,b[i]-1,mod-1);
for(RI i=1;i<=N;++i)
for(RI j=i;j<=N;j+=i)
c[i]=(1LL*c[i]+1LL*mu[j/i]*b[j]+mod-1)%(mod-1);
}
void getc2() {
for(RI i=1;i<=N;++i) if(b[i]) --b[i];
for(RI i=1;i<=N;++i)
for(RI j=i;j<=N;j+=i)
c[i]=(1LL*c[i]-1LL*mu[j/i]*b[j]+mod-1)%(mod-1);
for(RI i=1;i<=N;++i) c[i]=(c[i]+mod-1)%(mod-1);
}
int main()
{
n=read();
for(RI i=1;i<=n;++i) ++a[read()];
prework();
getc1(),getc2();
for(RI i=1;i<=N;++i) ans=1LL*ans*ksm(f[i],c[i],mod)%mod;
printf("%d\n",ans);
return 0;
}