首页 > 其他分享 >数论分块

数论分块

时间:2023-08-10 21:44:42浏览次数:41  
标签:lfloor frac 分块 数论 Big rfloor quad bigg

数论分块学习

用途

快速计算含有\(\lfloor{\frac{n}{i}}\rfloor\)的和式(\(i\)为变量)

引理

引理1

\[\forall a,b,c\in \mathbb{N_+},\quad \Big\lfloor \frac{a}{bc}\Big\rfloor=\bigg\lfloor \frac{\lfloor \frac{a}{b}\rfloor}{c}\bigg\rfloor \]

证明1

\[\text{let}\quad \{x\}=x-\lfloor x\rfloor\quad\therefore \{x\}\in [0,1)\\ \Big\lfloor \frac{a}{bc}\Big\rfloor=\Bigg\lfloor \bigg(\Big\lfloor\frac{a}{b}\Big\rfloor+\Big\{\frac{a}{b}\Big\}\bigg)\frac{1}{c}\Bigg\rfloor\ge\bigg\lfloor \frac{\lfloor \frac{a}{b}\rfloor}{c}\bigg\rfloor\\ \because \Big\{\frac{a}{b}\Big\}<1\le c-\bigg(\Big\lfloor\frac{a}{b}\Big\rfloor\mod c\bigg)\\ \therefore \Big\lfloor \frac{a}{bc}\Big\rfloor=\Bigg\lfloor \bigg(\Big\lfloor\frac{a}{b}\Big\rfloor+\Big\{\frac{a}{b}\Big\}\bigg)\frac{1}{c}\Bigg\rfloor <\Bigg\lfloor \bigg(\Big\lfloor\frac{a}{b}\Big\rfloor+c-\Big(\Big\lfloor\frac{a}{b}\Big\rfloor\mod c\Big)\bigg)\frac{1}{c}\Bigg\rfloor=\bigg\lfloor \frac{\lfloor \frac{a}{b}\rfloor}{c}\bigg\rfloor+1\\ \therefore \bigg\lfloor \frac{\lfloor \frac{a}{b}\rfloor}{c}\bigg\rfloor\le \Big\lfloor \frac{a}{bc}\Big\rfloor <\bigg\lfloor \frac{\lfloor \frac{a}{b}\rfloor}{c}\bigg\rfloor+1\\ \therefore \Big\lfloor \frac{a}{bc}\Big\rfloor=\bigg\lfloor \frac{\lfloor \frac{a}{b}\rfloor}{c}\bigg\rfloor \]

注:该引理并不会被用到,这里只是把oiwiki上的证明丰富一下

引理2

\[\forall d\le n\in \mathbb{N_+},\quad|\{\lfloor \frac{n}{d}\rfloor\}|\le 2\lfloor\sqrt{n}\rfloor \]

证明2

\[\text{when}\quad d\le \lfloor\sqrt{n}\rfloor ,\quad|\{\lfloor \frac{n}{d}\rfloor\}|\le|\{d\}|=\lfloor\sqrt{n}\rfloor\\ \text{when}\quad d>\lfloor\sqrt{n}\rfloor,\because \lfloor \frac{n}{d}\rfloor\le\sqrt{n}\therefore |\{\lfloor \frac{n}{d}\rfloor\}|\le|\{i\le\lfloor\sqrt{n}\rfloor\in\mathbb{N_+} \}|=\lfloor\sqrt{n}\rfloor \]

注:该引理只用于证明复杂度

数论分块结论

\[\forall i\le n\in \mathbb{N_+}\quad,\max\{j\in\mathbb{N_+}|\lfloor\frac{n}{j}\rfloor=\lfloor\frac{n}i{}\rfloor\}=\bigg\lfloor\frac{n}{\lfloor\frac{n}{i}\rfloor}\bigg\rfloor \]

证明

\[\text{let}\quad\max\{j\in\mathbb{N_+}|\lfloor\frac{n}{j}\rfloor=\lfloor\frac{n}i{}\rfloor\}=r\\ \therefore \frac{n}{r}\ge\lfloor\frac{n}{r}\rfloor=\lfloor\frac{n}{i}\rfloor\\ \therefore r\le \frac{n}{\lfloor\frac{n}{i}\rfloor}\therefore r\le\bigg\lfloor\frac{n}{\lfloor\frac{n}{i}\rfloor}\bigg\rfloor\\ \text{let}\quad t=\bigg\lfloor\frac{n}{\lfloor\frac{n}{i}\rfloor}\bigg\rfloor,\quad \text{then prove}\quad \lfloor\frac{n}{t}\rfloor=\lfloor\frac{n}{i}\rfloor\\ \because t\ge \bigg\lfloor\frac{n}{(\frac{n}{i})}\bigg\rfloor=\lfloor i\rfloor=i\quad\therefore \lfloor\frac{n}{t}\rfloor\le\lfloor\frac{n}{i}\rfloor\\ \text{and}\because\lfloor\frac{n}{t}\rfloor=\Bigg\lfloor\frac{n}{\Big\lfloor\frac{n}{\lfloor\frac{n}{i}\rfloor}\Big\rfloor}\Bigg\rfloor\ge\Bigg\lfloor\frac{n}{\big(\frac{n}{\lfloor\frac{n}{i}\rfloor}\big)}\Bigg\rfloor=\lfloor\frac{n}{i}\rfloor\\ \therefore \lfloor\frac{n}{t}\rfloor=\lfloor\frac{n}{i}\rfloor\\ \therefore r=t=\bigg\lfloor\frac{n}{\lfloor\frac{n}{i}\rfloor}\bigg\rfloor \]

标签:lfloor,frac,分块,数论,Big,rfloor,quad,bigg
From: https://www.cnblogs.com/weed-yang/p/17621584.html

相关文章

  • 数论全家桶
    数论全家桶目录数论全家桶欧拉定理中国剩余定理CRTEXCRTLUCAS定理卡特兰数欧拉定理1.结论$$∀a,m∈Z且gcd(a,m)=1,a^{\varphi(m)}\equiv1\(mod\m)$$欧拉定理的一个常见用法是对指数降幂。应用当mod数质数时,有$$a^b\equiva^{bmod\phi(m)} (modm), gcd(a,m)=1;$$例......
  • [数论第二节]欧拉函数/快速幂/扩展欧几里得算法
    欧拉函数欧拉函数\(\varphi(N)\):1-N中与N互质的数的个数若\(N=p_1^{a_1}·p_2^{a_2}·p_3^{a_3}····p_n^{a_n}\)其中p为N的所有质因子则\(\varphi(N)=N(1-\frac{1}{p_1})(1-\frac{1}{p_2})···(1-\frac{1}{p_n})\)证明:互质:两数的公共因子只有1去掉......
  • 数论第一节
    数论质数在大于1的整数中,只包含1和本身这两个约数,就被称为质数,也叫素数质数的判定试除法遍历2-n,若有约数则不为质数O(n)优化:d整除n,则n/d也整除n,约数总是成对出现,只要找较小的约数,即取d<=n/d,则d<=sqrt(n)只用遍历2-sqrt(n)O(sqrt(n))不用i*i<=n,i过......
  • 【学习笔记】数论之筛法
    前言:可以会乱记一些技巧吧。交换求和顺序如果不确定可以将条件写成[A]的形式,交换完求和顺序再把这个条件放里面。例如:\[\sum_{i=1}^n\sum_{d}[d|i]=\sum_{d=1}^n\sum_{i}[d|i]=\sum_{d=1}^n\sum_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}1\]狄利克雷前缀和与狄利......
  • [Ynoi2016] 这是我自己的发明(根号分治+分块/莫队)
    题目传送门soltion简单题换根显然可以拆成\(O(1)\)个区间,这里先不管。直接做法是莫队,把双子树拆成\(dfs\)序上的双前缀,可以直接莫队,但是常数比较大。另一种做法是根分,对颜色出现次数分治,大于的求出\(dfs\)序的前缀和即可,小于的因为一共只有\(O(n\sqrtn)\)个点对,所以......
  • 数论函数
    P1390公约数的和简单莫反题。要求\[\sum_{i=1}^{n}\sum_{j=i+1}^ngcd(i,j)\]可以先考虑问题的简化版:\[\sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^ngcd(i,j)\]\[=\sum_{d=1}^nd\sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^n[gcd(i,j)==d]\]\[=\sum_{d=1}^nd\sum_{i=1}^{\lfloor\frac{n}{d}\rfloor}\sum_{j=1......
  • 解析数论之原根
    解析数论之原根目录Chapter1什么是整数的次数,什么是原根Chapter2谁有原根?Chapter1什么是整数的次数,什么是原根Definition:对于\((a,m)=1,m\ge1\),考虑所有\(a,a^2,a^3,\cdots\),我们通过欧拉定理知道有\(a^{\varphi(m)}\equiv1\mod{m}\)。而满足\(a^f\equiv1\mod{m}\)......
  • 0801数论
    GCD&exGCD首先我们考虑辗转相除法的过程,因为\((a,b)=(b\bmoda,a)(0<a<b)\),\((0,b)=b\),所以我们就可以每次将\(b\)转化为严格更小的\(b\)的问题。归纳则得到答案。现在我们考虑扩欧的过程,我们需要对\(ax+by=1\)找到一组解。那么我们实际上就是要对一个形如\((a,b)\)......
  • 20230801 数论基础学习笔记
    理论基础中国剩余定理及拓展已知\(x\equiva_i(\bmodp_i\)\),求\(x\bmod\operatorname{lcm}\{p_i\}\)的值。若\(p_i\)互质,那么我们只需要计算\(c_i\)使得\[\prod\limits_{j\nei}\cdotc_i\bmodp_i=1\]然后有\[x=\sum\limits_{i}c_ia_i\prod\limits......
  • 分块,优雅的暴力
    来看一下一个例题:现在给出一个长度为\(N\)序列A,定义两个操作如下:1lrv,表示从\(A_l\simA_r\)每个数都加上\(v\)。2lr,对\(A_l\simA_r\)求和。传统的线段树可以很优秀地实现这两个操作,但是需要打\(lazytag\)。同时因为线段树(非动态开点)的空间复杂度为......