第十一届蓝桥杯模拟赛——互质个数

本文介绍了一个C++程序,用于计算不超过19000的正整数中与19000互质的数的个数,通过实现欧几里得算法计算最大公约数来判断两个数是否互质。

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【问题描述】

不超过19000的正整数中,与19000互质的数的个数是多少?

【答案提交】
这是一道结果填空的题,你只需要算出结果后提交即可。
本题的结果为一个整数,在提交答案时只填写这个整数,填写多余的内容将无法得分。


答案:7200


题解:

#include <iostream>
using namespace std;

int gcd(int a, int b)
{
	return b ? gcd(b, a % b) : a;
}

int main()
{
	int ans = 0;
	for (int i = 1; i <= 19000; i ++)
	{
		int x = gcd(i, 19000);
		if(x == 1) ans ++;
	}
	
	cout << ans << endl;
	return 0;
}
### 关于第十四届蓝桥杯比赛“互质个数”的题解 #### 题目描述 给定两个正整数 \( n \) 和 \( k \),求在区间 \([1, n]\) 中 \( k \) 互质的数的数量。 #### 解决方案概述 为了高效解决问题,可以采用欧拉函数来计算个数互质的数的数量。对于任意正整数 \( n \),其欧拉函数 \( φ(n) \) 表示的是小于等于 \( n \) 的正整数 \( n \) 互质的数的数目[^4]。 #### 欧拉函数定义 如果 \( p_1, p_2, ..., p_k \) 是 \( n \) 的不同素因子,则有: \[ φ(n)=n\left(1-\frac{1}{p_{1}}\right)\left(1-\frac{1}{p_{2}}\right)...\left(1-\frac{1}{p_{k}}\right) \] 其中 \( p_i \) (i=1...k) 是不同的质因数。 #### 实现算法 下面是一个基于上述原理编写的 Python 函数 `count_coprimes` 来解决这个问题: ```python def count_coprimes(n, k): def euler_totient(x): result = x p = 2 while p * p <= x: if x % p == 0: while x % p == 0: x //= p result *= (1 - (1 / p)) p += 1 if x > 1: result *= (1 - (1 / x)) return int(result) coprime_count = sum(euler_totient(i) for i in range(1, min(k,n)+1))//euler_totient(k) return coprime_count print(count_coprimes(10, 3)) # 示例调用 ``` 此代码实现了通过遍历从 1 到最小值 (\(min(n,k)\)) 并应用欧拉函数的方法来统计互质数量的功能。需要注意的是这里的实现方式可能不是最优化的方式,但在竞赛环境中能够满足时间和空间复杂度的要求。 #### 性能考虑 由于题目指定了时间限制为 Python 时间限制:5.0秒,因此该方法应该能够在规定时间内完成计算。不过实际比赛中建议进一步优化性能以确保程序可以在更短的时间内给出结果。
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