求 解 a n s [ i ] = ∑ i = 1 n ∑ j = 1 n φ ( i j ) φ [ g c d ( i , j ) ] 求解ans[i]=\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n\varphi (ij)\varphi [gcd(i,j)] 求解ans[i]=i=1∑nj=1∑nφ(ij)φ[gcd(i,j)]
前 置 技 能 : φ ( i j ) = φ ( i ) φ ( j ) g c d ( i , j ) φ [ g c d ( i , j ) ] \red{前置技能:\varphi(ij)=\frac{\varphi(i) \varphi(j)gcd(i,j)}{\varphi[gcd(i,j)]}} 前置技能:φ(ij)=φ[gcd(i,j)]φ(i)φ(j)gcd(i,j)
根 据 上 式 得 : 根据上式得: 根据上式得:
∑ i = 1 n ∑ j = 1 n φ ( i ) φ ( j ) g c d ( i , j ) \sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n\varphi (i)\varphi(j)gcd(i,j) i=1∑nj=1∑nφ(i)φ(j)gcd(i,j)
∑ k = 1 n k ∑ i = 1 n ∑ j = 1 n φ ( i ) φ ( j ) [ g c d ( i , j ) = k ] \sum_{k=1}^nk\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n\varphi (i)\varphi(j)[gcd(i,j)=k] k=1∑nki=1∑nj=1∑nφ(i)φ(j)[gcd(i,j)=k]
∑ k = 1 n k ∑ i = 1 ⌊ n k ⌋ ∑ j = 1 ⌊ n k ⌋ φ ( i k ) φ ( j k ) [ g c d ( i , j ) = 1 ] \sum_{k=1}^nk\sum_{i=1}^{\left \lfloor \frac{n}{k}\right \rfloor}\sum_{j=1}^{\left \lfloor \frac{n}{k}\right \rfloor}\varphi (ik)\varphi(jk)[gcd(i,j)=1] k=1∑nki=1∑⌊kn⌋j=1∑⌊kn⌋φ(ik)φ(jk)[gcd(i,j)=1]
∑ k = 1 n k ∑ i = 1 ⌊ n k ⌋ ∑ j = 1 ⌊ n k ⌋ φ ( i k ) φ ( j k ) ∑ d ∣ i d ∣ j μ ( d ) \sum_{k=1}^nk\sum_{i=1}^{\left \lfloor \frac{n}{k}\right \rfloor}\sum_{j=1}^{\left \lfloor \frac{n}{k}\right \rfloor}\varphi (ik)\varphi(jk)\sum_{d|i\;d|j}\mu(d) k=1∑nki=1∑⌊kn⌋j=1∑⌊kn⌋φ(ik)φ(jk)d∣id∣j∑μ(d)
交 换 枚 举 顺 序 : 交换枚举顺序: 交换枚举顺序:
∑ k = 1 n k ∑ d = 1 ⌊ n k ⌋ μ ( d ) ∑ i = 1 ⌊ n k d ⌋ ∑ j = 1 ⌊ n k d ⌋ φ ( i k d ) φ ( j k d ) \sum_{k=1}^nk\sum_{d=1}^{\left \lfloor \frac{n}{k}\right \rfloor}\mu(d)\sum_{i=1}^{\left \lfloor \frac{n}{kd}\right \rfloor}\sum_{j=1}^{\left \lfloor \frac{n}{kd}\right \rfloor}\varphi (ikd)\varphi(jkd) k=1∑nkd=1∑⌊kn⌋μ(d)i=1∑⌊kdn⌋j=1∑⌊kdn⌋φ(ikd)φ(jkd)
∑ k = 1 n k ∑ d = 1 ⌊ n k ⌋ μ ( d ) [ ∑ j = 1 ⌊ n k d ⌋ φ ( i k d ) ] 2 \sum_{k=1}^nk\sum_{d=1}^{\left \lfloor \frac{n}{k}\right \rfloor}\mu(d)[\sum_{j=1}^{\left \lfloor \frac{n}{kd}\right \rfloor}\varphi (ikd)]^2 k=1∑nkd=1∑⌊kn⌋μ(d)[j=1∑⌊kdn⌋φ(ikd)]2
令 T = k d 并 交 换 枚 举 顺 序 : 令T=kd并交换枚举顺序: 令T=kd并交换枚举顺序:
∑ T = 1 n ∑ k ∣ T k μ ( T k ) [ ∑ j = 1 ⌊ n T ⌋ φ ( i T ) ] 2 \sum_{T=1}^{n}\sum_{k|T}k\mu(\frac{T}{k})[\sum_{j=1}^{\left \lfloor \frac{n}{T}\right \rfloor}\varphi (iT)]^2 T=1∑nk∣T∑kμ(kT)[j=1∑⌊Tn⌋φ(iT)]2
由 φ = i d ∗ μ 得 : 由\varphi = id*\mu得: 由φ=id∗μ得:
∑ T = 1 n φ ( T ) [ ∑ j = 1 ⌊ n T ⌋ φ ( i T ) ] 2 \sum_{T=1}^{n}\varphi(T)[\sum_{j=1}^{\left \lfloor \frac{n}{T}\right \rfloor}\varphi (iT)]^2 T=1∑nφ(T)[j=1∑⌊Tn⌋φ(iT)]2
设 f ( n / T ) = ∑ j = 1 ⌊ n T ⌋ φ ( i T ) , 则 最 终 式 为 : 设f(n/T)=\sum_{j=1}^{\left \lfloor \frac{n}{T}\right \rfloor}\varphi (iT),则最终式为: 设f(n/T)=∑j=1⌊Tn⌋φ(iT),则最终式为:
a n s [ n ] = ∑ T = 1 n φ ( T ) [ f ( n / T ) ] 2 ans[n]=\sum_{T=1}^n\varphi(T)[f(n/T)]^2 ans[n]=T=1∑nφ(T)[f(n/T)]2
但 是 这 题 要 求 的 是 a n s [ 1 − n ] , 我 们 发 现 但是这题要求的是ans[1 - n],我们发现 但是这题要求的是ans[1−n],我们发现
在 枚 举 T 时 , n 在 [ i ∗ T , ( i + 1 ) ∗ T ) 之 间 , n T 的 值 都 一 样 , φ ( T ) [ f ( n / T ) ] 2 的 贡 献 不 变 。 在枚举T时,n在[i*T,(i+1)*T)之间,\frac{n}{T}的值都一样,\varphi(T)[f(n/T)]^2的贡献不变。 在枚举T时,n在[i∗T,(i+1)∗T)之间,Tn的值都一样,φ(T)[f(n/T)]2的贡献不变。
所 以 我 们 在 求 a n s [ n ] 的 过 程 中 , 对 i ∗ T 做 一 个 差 分 , 最 后 在 求 一 个 前 缀 和 即 可 。 所以我们在求ans[n]的过程中,对i*T做一个差分,最后在求一个前缀和即可。 所以我们在求ans[n]的过程中,对i∗T做一个差分,最后在求一个前缀和即可。
#pragma GCC optimize(2)
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef long double ld;
typedef pair<int, int> pdd;
#define INF 0x3f3f3f3f
#define lowbit(x) x & (-x)
#define mem(a, b) memset(a , b , sizeof(a))
#define FOR(i, x, n) for(int i = x;i <= n; i++)
// const ll mod = 998244353;
const ll mod = 1e9 + 7;
// const double eps = 1e-6;
// const double PI = acos(-1);
// const double R = 0.57721566490153286060651209;
const int N = 1e6 + 10;
int vis[N * 3], prime[N * 3], num;
ll phi[N * 3], ans[N * 3];
void init() {
phi[1] = 1; num = 0;
for (int i = 2; i < N; i++) {
if (!vis[i]) {
prime[++num] = i; phi[i] = i - 1;
}
for (int j = 1; j <= num && i * prime[j] < N; j++) {
vis[i * prime[j]] = 1;
if (i % prime[j] == 0) {
phi[i * prime[j]] = phi[i] * prime[j];
break;
}
else phi[i * prime[j]] = phi[i] * phi[prime[j]];
}
}
}
void solve() {
init();
int n; scanf("%d",&n);
for(int T = 1;T <= n; T++) {
ll sum = 0;
for(int i = 1;i <= n / T; i++) {
sum = (sum + phi[i * T]) % mod;
ans[i * T] = (ans[i * T] + phi[T] * sum % mod * sum % mod + mod) % mod;
ans[(i + 1) * T] = (ans[(i + 1) * T] - phi[T] * sum % mod * sum % mod + mod) % mod;
}
}
for(int i = 1;i <= n; i++) {
ans[i] = ((ans[i] + ans[i - 1]) % mod + mod) % mod;
printf("%lld\n",ans[i]);
}
// cout << endl;
}
signed main() {
solve();
}