51Nod2026 Gcd and Lcm


题目看这里
一个非常好的题!
好的,看到题目就很懵逼
首先这个f不就是 ϕ 吗,认真一看才发现不对
让后问题?f(lcm)*f(gcd)?
肯定有问题,推了一会没有结论,去看看题解:
有这么一个神奇结论 f ( g c d ( x , y ) ) f ( l c m ( x , y ) ) = f ( x ) f ( y )
推导一下?大概就是这样:首先f是积性函数,那么
f ( x ) = Π i = 1 k f ( p i a i )
同理
f ( g c d ( x , y ) ) = Π i = 1 k f ( p i m i n ( a i , b i ) )
f ( l c m ( x , y ) ) = Π i = 1 k f ( p i m a x ( a i , b i ) )
那么因为 m a x ( a , b ) + m i n ( a , b ) = a + b
f ( g c d ( x , y ) ) f ( l c m ( x , y ) ) = Π i = 1 k f ( p i a i + b i ) = f ( x ) f ( y )
所以原式变成了 ( i = 1 n f ( i ) ) 2 是不是又可以杜教筛辣
别急,还有一步很精彩
我们要找一个函数和他做狄利克雷卷积
是不是发现f和 ϕ 很像?没错
( ϕ f ) ( x ) = d | x ϕ ( d ) f ( x d )
= d | x ϕ ( d ) i | x d i μ ( i )
= i d | x ϕ ( d ) i μ ( i )
= i | x i μ ( i ) d | x i ϕ ( d )
= i | x i μ ( i ) x i
= x i | x μ ( i ) = [ n = 1 ]

剩下的部分参考杜教筛简易教程

#pragma GCC optimize("O3")
#pragma G++ optimize("O3")
#include<map> 
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
#define N 10000010
#define LL long long
#define M 1000000007
using namespace std;
map<int,int> p,f; 
int n,phi[N],d[N],w[N>>3],t=0;
inline void init(){
    d[1]=phi[1]=1;
    for(int i=2;i<=10000000;++i){
        if(!phi[i]){ phi[w[++t]=i]=i-1; d[i]=1-i; }
        for(int j=1,k;j<=t && (k=i*w[j])<=10000000;++j){
            if(i%w[j]==0){ phi[k]=phi[i]*w[j]; d[k]=d[i]; break; }
            phi[k]=phi[i]*(w[j]-1); d[k]=d[i]*(1-w[j]);
        }
        phi[i]=(phi[i-1]+phi[i])%M; d[i]=(d[i-1]+d[i])%M;
    }
}
inline int gP(int x){
    if(x<=10000000) return phi[x];
    if(p.count(x)) return p[x];
    int s=((LL)x*(x+1)>>1)%M;
    for(int i=2,j;i<=x;i=j+1){
        j=x/(x/i);
        s=(s-gP(x/i)*(j-i+1ll)%M+M)%M;
    }
    return p[x]=s;
}
inline int gF(int x){
    if(x<=10000000) return d[x];
    if(f.count(x)) return f[x];
    LL s=1;
    for(int i=2,j;i<=x;i=j+1){
        j=x/(x/i);
        s=(s-gF(x/i)*((LL)gP(j)-gP(i-1)+M)%M+M)%M;
    }
    return f[x]=s;
}
int main(){
    scanf("%d",&n); init();
    printf("%d\n",(LL)gF(n)*gF(n)%M);
}

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