[BZOJ3601]一个人的数论-题解

小编 2026-07-02 阅读:1135 评论:0
【题目地址】 题意简述 给你n,dn,dn,d,求下面式子在mod 109+7{\\rm mod}\\ 10^9+7mod 109+7意义下的值。 ∑i=1n[gcd(i,...

题目地址

题意简述

给你n,dn,dn,d,求下面式子在mod 109+7{\\rm mod}\\ 10^9+7mod 109+7意义下的值。

i=1n[gcd(i,n)=1]id \\sum_{i=1}^n[gcd(i,n)=1]i^d i=1n[gcd(i,n)=1]id

其中nnn特别大,所以我们给你一个www,然后给你两个数组pi,cip_i,c_ipi,ci,其中:

n=i=1wpici n=\\prod_{i=1}^wp_i^{c_i} n=i=1wpici

d100,w1000,pi,ci109d\\leq 100,w\\leq 1000,p_i,c_i\\leq 10^9d100,w1000,pi,ci109


我们仍旧先推一波式子:

ans=i=1n[gcd(i,n)=1]id=i=1nidji,jnμ(j)=j=1nμ(j)jinid=j=1nμ(j)i=1nj(ij)d=j=1nμ(j)jdi=1njid \\begin{aligned} ans=&\\sum_{i=1}^n[gcd(i,n)=1]i^d \\\\ =& \\sum_{i=1}^ni^d\\sum_{j|i,j|n}\\mu(j) \\\\ =& \\sum_{j=1}^n\\mu(j)\\sum_{j|i}^ni^d \\\\ =& \\sum_{j=1}^n\\mu(j)\\sum_{i=1}^{\\lfloor\\frac{n}{j}\\rfloor}(ij)^d \\\\ =&\\sum_{j=1}^n\\mu(j)j^d\\sum_{i=1}^{\\lfloor\\frac{n}{j}\\rfloor}i^d \\end{aligned} ans=====i=1n[gcd(i,n)=1]idi=1nidji,jnμ(j)j=1nμ(j)jinidj=1nμ(j)i=1jn(ij)dj=1nμ(j)jdi=1jnid

后面部分就是自然数幂的前缀和,拉格朗日差值就可以了,在O(dlogd)O(dlogd)O(dlogd)时间内求出,而前面是可以杜教筛的:

jnμ(j)jd=(μidd)1 \\begin{aligned} \\sum_{j|n}\\mu(j)j^d=&(\\mu\\cdot id^d)*\\mathbf1 \\end{aligned} jnμ(j)jd=(μidd)1

我们令f=(μidd)1,g=iddf=(\\mu\\cdot id^d)*\\mathbf1,g=id^df=(μidd)1,g=idd,然后fgf*gfg就等于:

jnμ(j)jd(nj)d=ndjnμ(j)=nd[n=1]=[n=1]=ϵ \\sum_{j|n}\\mu(j)j^d(\\frac{n}{j})^d=n^d\\sum_{j|n}\\mu(j)=n^d[n=1]=[n=1]=\\epsilon jnμ(j)jd(jn)d=ndjnμ(j)=nd[n=1]=[n=1]=ϵ

所以f=(μidd)1,g=idd,h=ϵf=(\\mu\\cdot id^d)*\\mathbf1,g=id^d,h=\\epsilonf=(μidd)1,g=idd,h=ϵ,然后套入杜教筛公式即可:

S(n)=1i=2nidS(ni) S(n)=1-\\sum_{i=2}^ni^dS(\\lfloor\\frac{n}{i}\\rfloor) S(n)=1i=2nidS(in)

然后就可以在O(n23dlogd)O(n^{\\frac{2}{3}}dlogd)O(n3@font-face { font-family: "autolinktags"; src: url("https://www.seowoai.com/zb_users/plugin/AutoLinkTags/style/fonts/iconfont.woff2") format("woff2"), url("https://www.seowoai.com/zb_users/plugin/AutoLinkTags/style/fonts/iconfont.woff") format("woff"), url("https://www.seowoai.com/zb_users/plugin/AutoLinkTags/style/fonts/iconfont.ttf") format("truetype"); font-weight:normal; font-style:normal; }.tagslink::after { content:"\e613"; margin:2px 0 0 0px; font-size:12px; font-family:"autolinktags"; display:inline-block; vertical-align:top; }

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