欧拉函数应用

题目:https://vjudge.net/contest/173827#problem/E(UVA:11426)

这题真是值得反省自己,之前做过一遍,比赛的时候硬是没想起来怎么做的,完全没有思路,这就很难受,很绝望,所以这回认认真真的把这个题又补了一遍。。。

题意:

求sum(gcd(i,j),1<= i < j < =n) 1 < n< 4000001

问题转化成怎么求f(n),对于一个n来说,枚举因子乘上个数即可。

我们假设b[n]表示1到n-1与n的gcd的和,那么G[n]=G[n-1]+b[n];

a[i]表示与gcd(n, x)= i 的x的个数;b[n]=sum( a[i] * i ) , 所以我们只需求a[i]即可;根据gcd(n, x)=i —–>gcd(n/i, x/i) = 1,

因此仅仅要求出欧拉函数phi(n / i),就能够得到与n / i互质的个数,从而求出gcd(x , n) = i的个数,这样总体就能够求解了

详见博客:(1)http://www.cnblogs.com/zhengguiping–9876/p/4998848.html

(2)http://blog.youkuaiyun.com/hyogahyoga/article/details/8520895

补充:对于欧拉函数,根据分解定理可以求得phi【n】,但是要求每个人数的欧拉函数值的时候,可以用欧拉打表法,就不需要一个一个的求了,打表法如下:

phi[1]=1;
    for(int i=2; i<maxn; i++)
    {
        if(!phi[i])
        {
            for(int j=i; j<maxn; j+=i)
            {
                if(!phi[j])
                {
                     phi[j]=j;
                }
                phi[j]=phi[j]/i*(i-1);
            }
        }
    }

关于本题的博客如下:

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>

using namespace std;
typedef long long ll;
const ll maxn=4000001;
ll phi[maxn],s[maxn],b[maxn];
int main()
{
    ll n;
    memset(phi,0,sizeof(phi));
    memset(s,0,sizeof(s));
    memset(b,0,sizeof(b));
    phi[1]=1;
    for(int i=2; i<maxn; i++)
    {
        if(!phi[i])
        {
            for(int j=i; j<maxn; j+=i)
            {
                if(!phi[j])
                {
                     phi[j]=j;
                }
                phi[j]=phi[j]/i*(i-1);
            }
        }
    }
    for(int i=1;i<maxn;i++)
        for(int j=i+i;j<maxn;j+=i)
          b[j]+=i*phi[j/i];
    for(int i=2;i<maxn;i++)
        s[i]=s[i-1]+b[i];
    while(scanf("%lld",&n)&&n)
    {
        printf("%lld\n",s[n]);
    }
    return 0;
}

(今天被教主说除了数学啥都不会,,,就很难受,,于是我决定最近去学学图论和数据结构,先去学一个周的线段树和后缀数组,树状数组,,,,)

### 欧拉函数的数学定义 欧拉函数是一种重要的数论函数,用于描述小于或等于某个正整数 \( n \) 的数中与 \( n \) 互质的数的个数。其符号通常表示为 \( \varphi(n) \)[^1]。 具体来说,如果给定一个正整数 \( n \),则欧拉函数 \( \varphi(n) \) 表示满足条件 \( \gcd(i, n) = 1 \) 的所有正整数 \( i \)(\( 1 \leq i \leq n \))的数量[^2]。 #### 基本性质 1. 如果 \( n = p^k \),其中 \( p \) 是素数且 \( k \geq 1 \),那么 \( \varphi(n) = p^k - p^{k-1} \)[^3]。 2. 若两个正整数 \( n \) 和 \( m \) 互质 (\( \gcd(n, m) = 1 \)),则有 \( \varphi(nm) = \varphi(n) \cdot \varphi(m) \)[^3]。 3. 对于任何正整数 \( n \),可以利用唯一分解定理得到: \[ \varphi(n) = n \prod_{p|n}\left(1 - \frac{1}{p}\right), \] 其中 \( p \) 是 \( n \) 的不同质因数[^4]。 --- ### 编程实现 以下是基于上述公式的 Python 实现: ```python def euler_phi(n): result = n # 初始化结果为 n factor = 2 # 开始寻找因子 while factor * factor <= n: # 只需遍历到 sqrt(n) if n % factor == 0: # 找到了一个因子 while n % factor == 0: # 移除该因子的所有幂次 n //= factor result -= result // factor # 更新结果 factor += 1 if n > 1: # 如果剩下的部分大于 1,则它是一个质因子 result -= result // n return result ``` 此代码通过逐步移除 \( n \) 中所有的质因数并应用公式计算 \( \varphi(n) \)[^5]。 --- ### 示例运行 假设输入 \( n = 10 \): 执行过程如下: 1. 初始状态:`result = 10`, `factor = 2`. 2. 发现 \( 10 \% 2 = 0 \), 将 \( 10 \div 2 = 5 \). 3. 更新 `result`: `result = result - result // 2 = 10 - 5 = 5`. 4. 继续检查下一个可能的因子. 5. 当前剩余为 \( 5 \). 因为其本身是质数,更新 `result`: `result = result - result // 5 = 5 - 1 = 4`. 最终返回的结果为 \( \varphi(10) = 4 \). ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值