首页 > 其他分享 >【笔记】数论 2024.8.4

【笔记】数论 2024.8.4

时间:2024-08-04 17:30:10浏览次数:5  
标签:gcd leq 2024.8 sum varphi 数论 cdots 笔记 sqrt

幂数 !

#6222. 幂数 !(加强版) - Problem - LibreOJ (loj.ac)

转写为 \(a^2b^3\) 要求 \(b\) 没有平方因子,这样是双射对应。那么即求

\[\sum_{i=1}^{\sqrt[3]{n}}\mu^2(i)\left\lfloor\sqrt{\frac{n}{i^3}}\right\rfloor \]

后面那个大根号可以整除分块?转化为求 \(\mu^2(i)\) 的前缀和。

\[\mu^2(n)=\sum_{d^2|n}\mu(d) \]

\[\sum_{i=1}^n\mu^2(i)=\sum_{i=1}^n\sum_{d^2|i}\mu(d)=\sum_{d=1}^{\sqrt n}\mu(d)\left\lfloor\frac{n}{d^2}\right\rfloor \]

甚至还能整除分块。

约数函数(单点)

\[d(n)\sim O(n^{1.066/\ln\ln n}) \]

一种 \(O(n^{1/3}/\ln n)\) 的求约数函数方法:首先除去所有 \(\leq n^{1/3}\) 的质因子。那么剩下要么是一个质数、一个质数的平方、两个质数的乘积。前两个都可以判断,最后一个不关心具体怎么分解。

约数函数(DIVCNT1)

DIVCNT1 - Counting Divisors - 洛谷 | 计算机科学教育新生态 (luogu.com.cn)

\[\sum_{i=1}^nd(i)=\sum_{i=1}^n\left\lfloor\frac{n}{i}\right\rfloor \]

枚举每个约数计算贡献。相当于求反比例函数下整点个数。

更快的前缀和计算:先暴力计算 \(\leq n^{1/3}\) 的约数的贡献。剩下的用皮克定理拟合,将 \(y\leq n^{1/2}\) 的部分划分为很多梯形,需要满足梯形中没有多余整点,证明有 \(O(n^{1/3})\) 段。需要二分一个新的斜率去拟合,说是使用 SB 树二分。

what?

线性筛自然数幂(i^m)

在每个质数 \(p\) 处算 \(p^m\),然后利用它是完全积性函数的性质做线性筛。由质数分布密度可知是线性的。

线性筛自然数幂(i^i)

\[y=xp\implies y^y=(xp)^{xp}=(x^x)^p(p^p)^x \]

\(p^{px}\) 可以在质数点处光速幂一下。注意到只有 \(\leq n^{1/2}\) 的质数可能需要用。这部分甚至不足线性。

\((x^x)^p\) 在 \(p\) 枚举到下一个质数时,观察差,发现是 \(O(\log \frac{n}{x})\) 的。所以是 \(\sum_{x=1}^n\log \frac{n}{x}\)。竟然是线性的。

也就是说

\[n\log n-\log1-\log2\cdots-\log n=O(n) \]

Min_25 筛不会但是要学

洲阁筛也不会但是要学

这中间有好多个题都没听

后面全掉线了,nm

OI-Wiki 或者历史上的今天。

[Project Euler 530] GCD of Divisors

GCD of Divisors

给定 \(f(n)=\sum_{d|n}\gcd(d,n/d)\) 的前缀和 \(F(n)\),\(n=10^{15}\)。

\[\sum_{i=1}^n\sum_{d|i}\gcd(d, i/d)=\sum_{i=1}^n\sum_{d|i}\sum_{k|d, k|i/d}\varphi(k)\\ =\sum_{i=1}^n\sum_{k|i}\varphi(k)\sum_{k|d,d|i/k}1\\ =\sum_{i=1}^n\sum_{k^2|i}\varphi(k)d(i/k^2)\\ =\sum_{k=1}^{\sqrt n}\varphi(k)D(\left\lfloor n/k^2\right\rfloor)\\ \]

直接暴力,用 \(\sqrt n\) 求 \(D(n)\)(约数函数前缀和),积分结果是对的。

[CF571E] Geometric Progressions

Geometric Progressions - 洛谷 | 计算机科学教育新生态 (luogu.com.cn)

只需考虑每个质因子的指数。注意,下标可能不同。所以有个 exgcd 过程。

写这个题

[LOJ6686] Stupid GCD

#6686. Stupid GCD - Problem - LibreOJ (loj.ac)

下面可能是错的,不知道哪一步的问题。

\[\sum_{i = 1} ^ {n} \gcd\left(\left\lfloor\sqrt[3]{i}\right\rfloor, i\right)\\ =\sum_{r=1}^{\sqrt[3]{n}}\sum_{i=r^3}^{\min(n, (r+1)^3-1)}\gcd(r, i)\\ =\sum_{r=1}^{\sqrt[3]{n}}\sum_{i=r^3}^{\min(n, (r+1)^3-1)}\sum_{d|r, d|i}\varphi(d)\\ =\sum_{r=1}^{\sqrt[3]{n}}\sum_{d|r}\varphi(d)({\min(n, (r+1)^3-1)}/d-(r^3-1)/d)\\ =\sum_{d=1}^{\sqrt[3]{n}}\varphi(d)\sum_{d|r}^{\sqrt[3]{n}}({\min(n, (r+1)^3-1)}/d-(r^3-1)/d)\\ \]

\[\sum_{d=1}^{\sqrt[3]{n}}\varphi(d)\sum_{d|r}^{\sqrt[3]{n}}(r^3-1)/d\\ =\sum_{d=1}^{\sqrt[3]{n}}\varphi(d)\sum_{d|r}^{\sqrt[3]{n}}(r^3/d-1)\\ =\sum_{d=1}^{\sqrt[3]{n}}\varphi(d)\sum_{i=1}^{\sqrt[3]{n}/d}(d^2i^3-1)\\ =trivial \]

可以整除分块。

\[\sum_{d=1}^{\sqrt[3]{n}}\varphi(d)\sum_{d|r}^{\sqrt[3]{n}}({\min(n, (r+1)^3-1)}/d)\\ \]

特判最后一项

\[\sum_{d=1}^{\sqrt[3]{n}}\varphi(d)\sum_{d|r}^{\sqrt[3]{n}}({(r+1)^3-1)}/d\\ \sum_{d=1}^{\sqrt[3]{n}}\varphi(d)\sum_{d|r}^{\sqrt[3]{n}}(r^3+3r^2+3r)/d\\ =trivial \]

说说如何特判最后一项

\[\sum_{i=1}^n\gcd(r, i)=\sum_{i=1}^n\sum_{d|i, d|r}\varphi(d)=\sum_{d|r}\varphi(d)(n/d) \]

可以根号。


说对于同一个 \(r\),那个 \(\gcd\) 有循环节。然后有更简单的做法。然后为什么有杜教筛部分?要求 \(\varphi\) 和 \(\varphi\cdot Id\) 的前缀和,不知道为什么。?

杜教筛相当于做除法。

[POI2002] 超级马

\(n\leq 10^6, |P|, |Q|\leq 10^9\)。

整系数:辗转相除直到只剩一个向量的第一维非零。然后可以裴蜀定理。

非负整数:可以选出三个向量组成锐角三角形,然后不会了,

[集训队作业2018] 石像

【集训队作业2018】石像 - 题目 - Universal Online Judge (uoj.ac)

\[\left(\sum_{a_1=1}^m\sum_{a_2=1}^m\cdots\sum_{a_n=1}^m{\left(\sigma_0\left(\gcd\left(a_1,a_2,\ldots,a_n\right)^3\right)\right)}^3\prod_{i=1}^k\left[a_{x_i}\leq a_{y_i}\right]\right)\bmod 2^{32} \]

\(n\) 太小,考虑状压拓扑序,处理出有恰好 \(x\) 种本质不同权值的方案数。还是预处理什么东西,不清楚。

\[f(x):=\sigma_0(x^3)^3, g:=f*\mu \]

\[\sum_{a_1=1}^m\sum_{a_2=1}^m\cdots\sum_{a_n=1}^mf(\gcd(a_1, \cdots, a_n))\\ =\sum_{a_1=1}^m\sum_{a_2=1}^m\cdots\sum_{a_n=1}^m\sum_{k|a_1, a_2,\cdots, a_n}g(k)\\ =\sum_{k=1}^mg(k)\sum_{a_1=1}^{m/k}\sum_{a_2=1}^{m/k}\cdots\sum_{a_n=1}^{m/k}(\text{一些刚才算过的东西}) \]

\[f(p^c)=(3c+1)^3 \]

\[g(p^c)=f(p^c)-f(p^{c-1})=(\text{一个关于c的二次函数}) \]

[集训队作业2018] 人类的本质

【集训队作业2018】人类的本质 - 题目 - Universal Online Judge (uoj.ac)

令 \(y_j=i/\gcd(i, x_j)\),则

\[\operatorname{lcm}_j\{i/y_j\}=i/\gcd_j\{y_j\} \]

\(\varphi(y)\) 计算了有多少个 \(x\) 贡献给 \(y\)。这个计算过程很傻逼的不抄了(提示:需要用到 \(\mu*Id=\varphi\))。

\[f(n):=\sum_{1\leq j\leq k, y_j|n}\frac{n}{\gcd(y_1, y_2, \cdots, y_k)}\varphi(y_1)\varphi(y_2)\cdots\varphi(y_k) \]

服了,这是积性函数。

\[f(p^c)=p^c\sum_{\min(c_1, \cdots, c_k)=m}p^{-m}\prod_j\varphi(p^{c_j}) \]

\[g(p, m):=\sum_{c_i\geq m}\prod_i\varphi(p^{c_i})=\sum_{c_1\geq m}\varphi(p^{c_1})\sum_{c_2\geq m}\varphi(p^{c_1})\cdots\\ =((p-1)(p^{lim-1}-p^{m-1}))^k \]

所以 \(f(p^c)\) 可以被快速计算,后面就是筛。

[CF1770F] Koxia and Sequence

洛谷题解写的好啊!!!至于花花的做法没听懂

[JROI-4] 少女幻葬

P8322 『JROI-4』少女幻葬 - 洛谷 | 计算机科学教育新生态 (luogu.com.cn)

\(f(i, j)\) 表示当前这个数是 \(j\),它与前面那个的数 \(\gcd=i\)。注意只有 \(O(nm\log m)\) 个 \(f\)。

\(g(i, j)\) 表示当前这个数是 \(j\),它要求与后面那个数的 \(\gcd=i\)。注意只有 \(O(nm\log m)\) 个 \(g\)。

\[f_{i, j}=\sum_{\gcd(j, k)=i}g_{i, k} \]

(k)-i-(j)

\[\implies A_m=\sum_{\gcd(m, j)=1}B_j=\cdots=\sum_{k|m}\mu(k)(C_k:=\sum_{k|j}B_j) \]

对 \(B\) 做两次迪利克雷前缀和,第一次求 \(C\),第二次求 \(A\)。迪利克雷前缀和复杂度 \(O(m\log\log m)\)。

\[g_{i, j}=\sum_{\gcd(k, i)=1}f_{k, j} \]

-k-(j)-i-

有个更牛的,因为是 \(\gcd()=1\),相当于质因子集合不交。变成集合幂级数求解。比迪利克雷前缀和还牛。复杂度有很多个数不胜数的 \(\log\),但是是复合的。

[Hangzhou22I] Guess Cycle Length

随机撒 \(10^3\) 个点,取节点编号最大值,期望大小为 \(n_0=\frac{10^3}{10^3+1}n\)。也就是说 \(n-n_0\) 期望是 \(10^6\) 的样子。撒完点之后,走 \(10^3\) 步,记下 \(10^3\) 个节点编号,然后走 \(n_0-10^3\) 步,然后一次走 \(10^3\) 步,期望 \(10^3\) 步后能走回刚才记下的编号。

基于值域预处理的快速 GCD

P5435 基于值域预处理的快速 GCD - 洛谷 | 计算机科学教育新生态 (luogu.com.cn)

\(B:=\sqrt V\)。预处理 \(\gcd[i\leq B][j\leq B]\),可以 \(O(V)\)。

对所有 \(\leq V\) 的数,要么是

  • 质数;
  • 被分解成若干个互质的 \(\leq B\) 的数。

以 \(x=a_1a_2a_3, y\) 为例,\(a_1, a_2, a_3\) 两两互质,那么互不影响,直接写

\[\gcd(a_1, y\bmod a_1)\gcd(a_2, y\bmod a_2)\gcd(a_3, y\bmod a_3) \]

但是分解的项数不能多。考虑怎么分解。令 \(x=\prod_{i=1}^kp_i\),\(p\) 单调不降。

  1. \(p_k>B\),\((p_k, x/p_k)\) 即可。
  2. 找一个前缀积 \(s_{i-1}\) 满足 \(s_{i-1}<B, s_i>B\),那么 \((s_{i-1}, p_i, x/s_i)\) 为所求。

这个东西还是带了一个 \(O(\log V)\)。更猛的是,你找一个 \(x\) 的最小的质因子 \(p\),那么 \(x/p\) 的分解方案的最小的数乘上 \(p\) 就是 \(x\) 的分解。

事实上我先做 \(O(d)\) 次辗转相除,将问题规模缩小至 \(O(V/2^d)\),也是可以的。

标签:gcd,leq,2024.8,sum,varphi,数论,cdots,笔记,sqrt
From: https://www.cnblogs.com/caijianhong/p/18341994

相关文章

  • 数据结构——数列分块 学习笔记
    数据结构——数列分块学习笔记下面部分代码使用,usingll=longlong;#defineintll基础思想问题引入问题:实现区间加;区间求和。基本结构引用经典东西,我们考虑构造一个结构,形如,那么,结论是,复杂度证明为什么块长一般是\(\sqrtn\)呢?我们假设构造的块长是\(......
  • Pytorch笔记|小土堆|P16-22|神经网络基本骨架、卷积层、池化层、非线性激活层、归一化
    torch.nnContainers是神经网络骨架,含6个类,最常用的是Module——BaseclassforallNNmodulesModule所有神经网络模型(子类)都必须继承Module(父类),Module相当于给所有的神经网络提供了模板,但可进行修改官方示例:importtorch.nnasnnimporttorch.nn.functionalasFclass......
  • 【机器学习算法基础】(基础机器学习课程)-11-k-means-笔记
        示例案例为了更好地理解K-Means算法,下面通过一个简单的案例进行说明。假设我们有以下10个二维数据点,表示不同商店的销售额(单位:千元)和顾客数(单位:人):[(10,100),(20,80),(30,70),(40,60),(50,50),(60,40),(70,30),(80,20),(90,10),(......
  • KMP 算法学习笔记
    问题引入给出两个字符串\(s1\)和\(s2\),求出\(s2\)在\(s1\)中所有出现的位置(出现指\(s1\)中存在子串与\(s2\)完全相同)。朴素暴力不详细介绍,容易发现时间复杂度不优秀。KMP算法思想在朴素暴力中我们可以发现有很多匹配是不需要再次从头开始重新匹配的,举个例子:ABA......
  • 2024.7.29至2024.8.2周总结
    本周学习任务清单DP优化:单调队列优化、矩阵优化、前缀和优化、线段树优化等ACM模拟赛图论:最小生成树、最短路、欧拉图、强连通分量、缩点、割点、双联通分量。总结本周学习任务不算太大,ACM也让我认识到了如今题目的考察范围和难度,DP优化的基础是暴力DP,我认为这一块是我的......
  • FFmpeg开发笔记(四十四)毕业设计可做的几个拉满颜值的音视频APP
    ​一年一度的毕业季就要到了,毕业设计算是大学生毕业前的最后一个大作业,尤其是计算机相关专业的毕业设计,通常要通过编程开发一个软件,比如开发一个图书馆管理系统,开发一个电商APP等等。一个好的毕业设计可以给作者加分,可以评优,还能获得编程开发的实战经验,所以很有必要认真去做毕业......
  • SQLite库笔记:API函数编程
    本文主要介绍SQLite库的一些核心API函数,和实现数据库增删查改功能的C语言示例程序代码。目录1.API函数原型1.1sqlite3_open1.2sqlite3_close1.3sqlite3_free1.4sqlite3_errmsg1.5sqlite3_exec1.6sqlite3_get_table1.7sqlite3_free_table2.返回码定义3.示......
  • SAP MM学习笔记48 - 负库存的概念,Lot(批次)管理
    上一章讲了SAPMM模块的实地棚卸(库存盘点)。SAPMM学习笔记47-实地棚卸(库存盘点)-CSDN博客本章来继续讲MM的其他内容,负库存和Lot管理。-负库存 负库存在SAP当中是允许的,但是也是严格管理的,有些公司是不允许使用的。 必须要在Customize以及品目当中都设定之后才可......
  • CSS简单笔记
    1.CSS简介1.1HTML的局限性特别单纯,只关注内容的语义,只能做出简洁的网站页面。1.2CSS—网页的美容师CSS是层叠样式表(CascadingStyleSheets)的简称,有时我们会称之为CSS样式表或级联样式表。CSS也是一种标记语言,主要用来设置HTML页面中的文本内容(字体、大小、对齐方式等)、图......
  • 2024.8 做题记录
    1.有依赖的背包问题普及组题现在还不会。。。太有实力辣。2.P6326Shopping题目的要求实质上是要我们选的位置构成一个连通块。可以暴力枚举根做树上依赖背包。优化的方法是点分治,计算经过当前重心的连通块,不经过的可以地柜计算。时间复杂度\(O(nm\logn)\)。3.P3780[SD......