测试地址:选数
做法:本题需要用到数论+容斥。
首先把区间中所有能被
整除的数拿出来,显然只有在这些数里面取才可能得到最大公因数
,把这些数同除
,我们就得到了一个连续区间
,问题转化成在区间
中取
个数,使得它们的最大公因数是
,求方案数。
这里我们有一个结论:在长度为
的连续区间内,两个不同的数的最大公因数
。这个显然可以用鸽巢原理证明。那么我们知道,除了所有
个数都是同一个数的方案,其它每一种方案的最大公因数都不超过
,根据题目条件,这个数不超过
,问题的范围减小到了可以解决的程度。
那么我们令
为最大公因数是
的方案数,容易想到把所有
的倍数取出来,假设有
个,那么方案数为
,之所以要减去
,是因为我们这里暂时不算所有
个数都是同一个数的方案。然而我们注意到,这个方案数并不是最大公因数是
的方案数,而是最大公因数是
倍数的方案数,于是我们可以容斥一下,从大到小枚举
,我们知道对于
,
已经是正确的了,那么我们就枚举
的所有倍数
,从
中减去
,最后剩下的也就是正确的方案数了。那么最后
就是答案。
等等,我们还没有算所有
个数都是同一个数的情况呢!实际上这种情况就非常简单了,因为这种情况下最大公因数一定就是它本身,于是我们只要看看区间中有没有
,如果有就对答案加
即可。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll mod=1000000007;
ll n,k,l,r,f[100010];
ll power(ll a,ll b)
{
ll s=1,ss=a;
while(b)
{
if (b&1) s=s*ss%mod;
ss=ss*ss%mod;b>>=1;
}
return s;
}
int main()
{
scanf("%lld%lld%lld%lld",&n,&k,&l,&r);
if (l%k==0) l=l/k;
else l=l/k+1;
r=r/k;
for(ll i=1;i<=r-l;i++)
f[i]=((power(r/i-(l-1)/i,n)-r/i+(l-1)/i)%mod+mod)%mod;
for(ll i=r-l;i>=1;i--)
for(ll j=2;i*j<=r-l;j++)
f[i]=(f[i]-f[i*j]+mod)%mod;
if (l==1) f[1]=(f[1]+1)%mod;
printf("%lld",f[1]);
return 0;
}