莫比乌斯反演在数论中占有重要的地位,许多情况下能大大简化运算。那么我们先来认识莫比乌斯反演公式。
定理:
和
是定义在非负整数集合上的两个函数,并且满足条件
,那么我们得到结论

在上面的公式中有一个
函数,它的定义如下:
(1)若
,那么
(2)若
,
均为互异素数,那么
(3)其它情况下
对于
函数,它有如下的常见性质:
(1)对任意正整数
有

(2)对任意正整数
有

线性筛选求莫比乌斯反演函数代码。
void Init() { memset(vis,0,sizeof(vis)); mu[1] = 1; cnt = 0; for(int i=2; i
有了上面的知识,现在我们来证明莫比乌斯反演定理。
证明

证明完毕!
嗯,有了莫比乌斯反演,很多问题都可以简化了,接下来我们来看看莫比乌斯反演在数论中如何简化运算的。
题目:http://bz.cdqzoi.com/JudgeOnline/problem.php?id=2818
题意:给一个正整数
,其中
,求使得
为质数的
的个数,
。
分析:对于本题,因为是使得
为质数,所以必然要枚举小于等于
的质数,那么对于每一个质数
,只
需要求在区间
中,满足有序对
互质的对数。
也就是说,现在问题转化为:在区间
中,存在多少个有序对使得
互质,这个问题就简单啦,因为
是有序对,不妨设
,那么我们如果枚举每一个
,小于
有多少个
与
互素,这正是欧拉函数。所以
我们可以递推法求欧拉函数,将得到的答案乘以2即可,但是这里乘以2后还有漏计算了的,那么有哪些呢?
是
且为素数的情况,再加上就行了。
代码:
#include
#include
#include
#include
using namespace std; typedef long long LL; const int N = ; bitset
prime; LL phi[N]; LL f[N]; int p[N]; int k; void isprime() { k = 0; prime.set(); for(int i=2; i
>= 1; for(int i=3; i
嗯,上题不算太难,普通的欧拉函数就可以搞定,接下来我们来看看它的升级版。
题意:给定两个数
和
,其中
,
,求
为质数的
有多少对?其中
和
的范
围是
。
分析:本题与上题不同的是
和
不一定相同。在这里我们用莫比乌斯反演来解决,文章开头也说了它能大大简化
运算。我们知道莫比乌斯反演的一般描述为:

其实它还有另一种描述,本题也是用到这种。那就是:

好了,到了这里,我们开始进入正题。。。
对于本题,我们设
为满足
且
和
的
的对数
为满足
且
和
的
的对数
那么,很显然
,反演后得到
因为题目要求是
为质数,那么我们枚举每一个质数
,然后得到

如果直接这样做肯定TLE,那么我们必须优化。
我们设
,那么继续得到
。
到了这里,可以看出如果我们可以先预处理出所有的
对应的
的值,那么本题就解决了。
我们设
,注意这里
为素数,
。
那么,我们枚举每一个
,得到
,现在分情况讨论:
(1)如果
整除
,那么得到

(2)如果
不整除
,那么得到

#include
#include
#include
using namespace std; typedef long long LL; const int N = ; bool vis[N]; int p[N]; int cnt; int g[N],u[N],sum[N]; void Init() { memset(vis,0,sizeof(vis)); u[1] = 1; cnt = 0; for(int i=2;i
>n>>m; if(n > m) swap(n,m); LL ans = 0; for(int i=1,last;i<=n;i=last+1) { last = min(n/(n/i),m/(m/i)); ans += (n/i)*(m/i)*(sum[last]-sum[i-1]); } cout<
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