分析
考虑二分答案。
对于当前二分的答案 \(x\),设 \(cnt\) 表示 Farey 序列中 \(\frac{p}{q} \le x\) 的满足条件的数量。对于一组 \((i,j)\),若 \(\frac{j}{i}\le x\),则 \(j \le\lfloor i \times x \rfloor\)。得到暴力式子:
\[cnt=\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{\lfloor i \times x \rfloor}[\gcd(i,j)=1] \]定义 \(f_i=\sum\limits_{j=1}^{\lfloor i \times x \rfloor}[\gcd(i,j)=1]\)。根据容斥,有:
\[f_i=\lfloor i \times x \rfloor-\sum\limits_{j=1}^{\lfloor i \times x \rfloor}[\gcd(i,j) >1] \]将 \(\gcd(i,j)\) 的值表示出来:
\[f_i=\lfloor i \times x \rfloor-\sum\limits_{j=1}^{\lfloor i \times x \rfloor}[\gcd(i,j) =k \land k>1] \]把 \(k\) 提出来:
\[f_i=\lfloor i \times x \rfloor-\sum\limits_{k=2}^{i}\sum\limits_{j=1}^{\lfloor\lfloor\frac{ i }{k}\rfloor \times x\rfloor}[\gcd(i,j) =1] \]不难发现,第二个求和等价于 \(f_{\lfloor \frac{i}{k} \rfloor}\),则有:
\[f_i=\lfloor i \times x \rfloor-\sum\limits_{k=1}^{i}f_{\lfloor \frac{i}{k} \rfloor} \]化简得:
\[f_i=\lfloor i \times x \rfloor-\sum\limits_{k|i \land 1<k<i}^{}f_k \]\(cnt=\sum\limits_{i=1}^{n}f_i\)。枚举 \(i\) 的约数,则能够在 \(O(n\sqrt{n})\) 的复杂度求出 \(cnt\),然后复杂度就是 \(O(n \sqrt{n} \log n)\)。
对于求 \(p,q\) 的值,暴力枚举即可。
代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
//#define int long long
#define re register
#define il inline
#define pii pair<int,int>
#define x first
#define y second
#define gc getchar()
#define rd read()
#define debug() puts("------------")
namespace yzqwq{
il int read(){
int x=0,f=1;char ch=gc;
while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-') f=-1;ch=gc;}
while(ch>='0'&&ch<='9') x=(x<<1)+(x<<3)+(ch^48),ch=gc;
return x*f;
}
il int qmi(int a,int b,int p){
int ans=1;
while(b){
if(b&1) ans=ans*a%p;
a=a*a%p,b>>=1;
}
return ans;
}
il auto max(auto a,auto b){return (a>b?a:b);}
il auto min(auto a,auto b){return (a<b?a:b);}
il int gcd(int a,int b){
if(!b) return a;
return gcd(b,a%b);
}
il int lcm(int a,int b){
return a/gcd(a,b)*b;
}
il void exgcd(int a,int b,int &x,int &y){
if(!b) return x=1,y=0,void(0);
exgcd(b,a%b,x,y);
int t=x;
x=y,y=t-a/b*x;
return ;
}
mt19937 rnd(time(0));
}
using namespace yzqwq;
const int N=4e4+10;
double eps=1e-10;
int n,k,f[N];
il bool check(double x){
int cnt=0;
for(re int i=1;i<=n;++i){
f[i]=i*x;
for(re int j=2;j*j<=i;++j){
if(i%j==0){
f[i]-=f[j];
if(i/j!=j) f[i]-=f[i/j];
}
}
cnt+=f[i];
}
return cnt>=k;
}
il void solve(){
n=rd,k=rd;
double l=0.0,r=1.0,ans=0.0;
while((r-l)>eps){
double mid=(l+r)/2.0;
if(check(mid)) ans=mid,r=mid;
else l=mid;
}
int p=0,q=0;
double c=40001.0;
for(re int Q=1;Q<=40001;++Q){
int P=Q*ans;
if(fabs(double(P*1.0/Q)-ans)<c) c=fabs(double(P*1.0/Q)-ans),p=P,q=Q;
}
printf("%lld %lld\n",p,q);
return ;
}
signed main(){
// freopen(".in","r",stdin);
// freopen(".out","w",stdout);
int t=1;while(t--)
solve();
return 0;
}
标签:lfloor,limits,题解,sum,rfloor,times,Farey,P8058,define
From: https://www.cnblogs.com/harmisyz/p/18058743