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题意
有两个正整数 n n n 和 m m m。
我们考虑所有长度为 n n n,每个元素在 [ 1 , m ] [1, m] [1,m] 的整数序列。对于所有整数序列,设 l c m lcm lcm 为这个序列中元素的最小公倍数, g c d gcd gcd 为这个序列中元素的最大公约数,我们希望求出 l c m g c d lcm^{gcd} lcmgcd。你需要对于所有这些整数序列,计算 l c m g c d lcm^{gcd} lcmgcd 之积 m o d 998244353 mod \ 998244353 mod 998244353。
即,我们需要计算 ( ∏ x 1 , x 2 , . . . , x n ∈ [ 1 , m ] l c m ( x 1 , x 2 , . . . , x n ) g c d ( x 1 , x 2 , . . . , x n ) ) m o d 998244353 (\prod_{x_1,x_2,...,x_n \in [1,m]}lcm(x_1,x_2,...,x_n)^{gcd(x_1,x_2,...,x_n)}) \ mod \ 998244353 (∏x1,x2,...,xn∈[1,m]lcm(x1,x2,...,xn)gcd(x1,x2,...,xn)) mod 998244353。
S u b t a s k 1 ( 10 p t s ) Subtask \ 1(10pts) Subtask 1(10pts): n , m ≤ 5 n,m \leq 5 n,m≤5。
S u b t a s k 2 ( 20 p t s ) Subtask \ 2(20pts) Subtask 2(20pts): n , m ≤ 50 n,m \leq 50 n,m≤50。
S u b t a s k 3 ( 10 p t s ) Subtask \ 3(10pts) Subtask 3(10pts): n , m ≤ 500 n,m \leq 500 n,m≤500。
S u b t a s k 4 ( 20 p t s ) Subtask \ 4(20pts) Subtask 4(20pts): n , m ≤ 50000 n,m \leq 50000 n,m≤50000。
S u b t a s k 5 ( 20 p t s ) Subtask \ 5(20pts) Subtask 5(20pts): n , m ≤ 200000 n,m \leq 200000 n,m≤200000。
S u b t a s k 6 ( 20 p t s ) Subtask \ 6(20pts) Subtask 6(20pts): n ≤ 1 0 8 , m ≤ 200000 n \leq 10^8,m \leq 200000 n≤108,m≤200000。
题解
由于求的是乘积,且lcm会很大,故单独考虑每一个质因数的贡献,即枚举 p q p^{q} pq,计算 p q ≤ l c m p^{q}\le lcm pq≤lcm的数列的 g c d gcd gcd的和。
显然 p q ≤ l c m p^{q}\le lcm pq≤lcm不好算,而 p q > l c m p^{q}>lcm pq>lcm较好算,于是容斥,计算 p q > l c m p^{q}>lcm pq>lcm的数列的 g c d gcd gcd的和时,需枚举 g c d gcd gcd,而这个 g c d gcd gcd可能与 p q p^{q} pq有公约数,不方便计算,需要枚举公约数为 p a p^{a} pa,然后直接像计算总答案那样反演即可, a = 0 a=0 a=0时用整除分块, a > 0 a>0 a>0时直接枚举,效率为 O ( m l o g 2 m + m n ) O(mlog^{2}m+m\sqrt{n}) O(mlog2m+mn)。
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