洛谷2568 GCD

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            • 题 意 题意
            • 题 解 题解
            • 代 码 代码

题 意 题意

给 定 n , 求 ∑ i = 1 n ∑ j = 1 n [ g c d ( i , j ) = k ] , k   i s   p r i m e 给定n,求\sum_{i=1}^{n} \sum_{j=1}^{n} [gcd(i, j) = k], k\ is \ prime n,i=1nj=1n[gcd(i,j)=k]k is prime

题 解 题解

原 式 = ∑ k ∑ i = 1 n ∑ j = 1 n [ g c d ( i , j ) = k ] = ∑ k ∑ i = 1 n / k ∑ j = 1 n / k [ g c d ( i , j ) = 1 ] = ∑ k ( 2 ⋅ ∑ i = 1 n / k ϕ ( i ) ) + 1 \begin{aligned} \qquad\qquad\qquad 原式 &=\sum_{k} \sum_{i=1}^{n} \sum_{j=1}^{n} [gcd(i, j) = k] \\ &= \sum_{k} \sum_{i=1}^{n/k} \sum_{j=1}^{n/k} [gcd(i, j) = 1] \\ &= \boxed{\sum_{k} (2 \cdot \sum_{i=1}^{n/k} \phi(i)) + 1}\\ \end{aligned} =ki=1nj=1n[gcd(i,j)=k]=ki=1n/kj=1n/k[gcd(i,j)=1]=k(2i=1n/kϕ(i))+1

枚 举 素 数 k , 预 处 理 处 欧 拉 函 数 前 缀 和 , 计 算 答 案 枚举素数k,预处理处欧拉函数前缀和,计算答案 k

代 码 代码
#include 
using namespace std;

typedef long long LL;

const int N = 10000010;
int n, phi[N], p[N];
LL sum[N];
int tot;
bool used[N];

//预处理出素数 欧拉函数 欧拉函数前缀和
void init(LL n) {
	phi[1] = 0;
	for (int i = 2; i <= n; i++) {
		if (!used[i]) {
			phi[i] = i - 1;
			p[++tot] = i;
		}
		for (int j = 1; p[j] * i <= n; j++) {
			used[p[j] * i] = true;
			if (i % p[j] == 0) {
				phi[i * p[j]] = phi[i] * p[j];
				break;
			}
			phi[i * p[j]] = phi[i] * (p[j] - 1);
		}
	}
	for (int i = 1; i <= n; i++) sum[i] = sum[i-1] + phi[i];
}

LL cal(LL x) {
	LL res = 0;
	for (int i = 1; i <= tot; i++) {
		int t = x /p[i];
		res += 2L * sum[t] + 1;
	}
	return res;

}


int main() {
	int x;
	cin >> x;
	init(x);
	cout << cal(x) << endl;
	return 0;
}

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