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1.5闲话

时间:2024-01-05 19:23:39浏览次数:36  
标签:lfloor 1.5 frac 闲话 sum rfloor mu cases

今天一共4张图图最多的一集

推歌:勾指起誓/洛天依 by ilem

突然发现自己的闲话风格受了别人很大影响,看了lxyt-415x和jijidawang导致开始写闲话,然后看了crimson和lxyt-415x的闲话导致开始放图,最开始推歌忘了和谁学的然后后来和HS_xh\jijidawang\crimson学的不放歌词了,唯一不变的就是只有我最菜

今天先不学平衡树,直接上莫比乌斯函数

但是很不好,OI-wiki说要先学数论分块和狄利克雷卷积,但是非常恼虽然数论分块有所了解但是狄利克雷卷积是个啥?而且看别人的博客好像也没提狄利克雷卷积那么因为OJ上面把这个放到了AC自动机之前所以肯定得学直接不管三七二十几直接上了

莫比乌斯函数

\(\mu\) 为莫比乌斯函数(\(\mathcal{Möbius}\))

  • 定义:

    \[\mu(n)= \begin{cases} 1 &n=1\\ 0 &n含有平方因子\\ (-1)^k &k为n的本质不同质因子个数\\ \end{cases} \]

    感觉定义上类似欧拉函数

    看起来这个式子很奇怪,所以用我浅薄的知识储备把它变成文字叙述如果错了请大佬指正

    首先当 \(n=1\) 时 \(\mu(n) = 1\)

    然后用唯一分解定理可以得到 \(n=\prod_{i=1}^{k}{p_i}^{c_i}\),如果 \(\exists\ c_i \ne 1(c_i \in \{c_1,c_2,\cdots,c_k \})\) 则\(\mu(n)=0\)

    否则 \(\mu(n)=(-1)^k\)

    看起来不是很难的样子

  • 性质:

    1. 对于任意正整数 \(n\) :

      \[\sum_{d\mid n}\mu(d)= \begin{cases} 1&n=1\\ 0&n\neq 1\\ \end{cases} \]

      • 证明(几乎照搬\(\text{OI-wiki}\))

        假设

        \[\ n=\prod_{i=1}^k{p_i}^{c_i} \]

        \[n'=\prod_{i=1}^k p_i \]

        那么

        \[\begin{cases} \sum_{d\mid n}\mu(d) =\sum_{i=0}^k \binom{k}{i}\times(-1)^i =(1+(-1))^k \\ \\ \sum_{d\mid n'}\mu(d) =\sum_{i=0}^k \binom{k}{i}\times(-1)^i =(1+(-1))^k \end{cases} \]

        我们发现其实

        \[\sum_{d\mid n}\mu(d)=\sum_{d\mid n'}\mu(d)=\sum_{i=0}^k \binom{k}{i}\times(-1)^i=(1+(-1))^k \]

        根据二项式定理,易知该式子的值在 \(k=0\) 即 \(n=1\) 时值为 \(1\) 否则为 \(0\) ,

    2. 对于任意正整数 \(n\)

      \[\sum_{d|n}\frac{\mu(d)}{d}=\frac{\phi(n)}{n} \]

  • 实现:

    众所周知,线性筛可以求好多积性函数

    那么求\(\mathcal{Möbius}\)函数的方法就很显然了( \(\mathcal{Möbius}\)函数是积性函数 )

    线性筛

    class MoBIUS{
    public:
        int mu[MAXM],p[MAXM],tot;
        bool f[MAXM];
        void Mobius(int n){
            mu[1]=1;
            for(int i=2;i<=n;++i){
                if(!f[i])
                    p[++tot]=i,
                    mu[i]=-1;
                for(int j=1;(j<=tot&&i*p[j]<=n);++j){
                    f[i*p[j]]=1;
                    if(i%p[j]==0){
                        mu[i*p[j]]=0;
                        break;
                    }
                    mu[i*p[j]]=-mu[i];
                }
            }
        }
    }Mu;
    

那么有了求\(\mathcal{Möbius}\)函数的方法了,但是还是做不出来题怎么办

image

所以选择学莫比乌斯反演

  • 莫比乌斯定理

    定义 \(g(n)\) 和 \(f(n)\) 是定义在非负整数集合上的两个函数,并且满足条件

    \[g(n)=\sum_{d|n}f(d) \]

    那么一定存在

    \[f(n)=\sum_{d|n}\mu(d)g(\lfloor\frac{n}{d}\rfloor) \]

  • 证明

    image

    所以直接抄别人的,有公式做题就是快

    标签:lfloor,1.5,frac,闲话,sum,rfloor,mu,cases
    From: https://www.cnblogs.com/LuoTianYi66ccff/p/17947596

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