【數論】Sumdiv(整數的唯一分解定理+約束和公式+遞歸求等比)
來源:https://blog.csdn.net/lyy289065406/article/details/6648539
題目描述
Consider two natural numbers A and B. Let S be the sum of all natural divisors of A^B. Determine S modulo 9901 (the rest of the division of S by 9901).輸入
The only line contains the two natural numbers A and B, (0 <= A,B <= 50000000)separated by blanks.輸出
The only line of the output will contain S modulo 9901.樣例輸入
2 3
樣例輸出
15
提示
2^3 = 8.
The natural divisors of 8 are: 1,2,4,8. Their sum is 15.
15 modulo 9901 is 15 (that should be output).
題意:求A^B的所有約數之和。
主要使用的定理:
1.整數的唯一分解定理
任意正整數都有且只有一種方式寫出其素因子的乘積表達式。
A=(p1^k1)*(p2^k2)*(p3^k3)*....*(pn^kn) 其中pi均為素數
2.約束和公式
若已知整數a=(p1^k1)*(p2^k2)……*(pn^kn)
有sum=(1+p1+p1^2+……+p1^k1)*(1+p2+p2^2+……+p2^k2)*……*(1+pn+pn^2+……+pn^kn)
3.同余模公式
(a+b)%m=(a%m+b%m)%m
(a*b)%m=(a%m*b%m)%m
解法:
1.素因子分解
A首先對第一個素數2不斷取模,A%2==0時 ,記錄2出現的次數+1,A/=2;
當A%2!=0時,則A對下一個連續素數3不斷取模...
以此類推,直到A==1為止。
註意特殊判定,當A本身就是素數時,無法分解,它自己就是其本身的素數分解式。
2.求a^b的所有約數之和
用遞歸二分求等比數列1+pi+pi^2+pi^3+...+pi^n:
(1)若n為奇數,一共有偶數項,則:
1 + p + p^2 + p^3 +...+ p^n
= (1+p^(n/2+1)) + p * (1+p^(n/2+1)) +...+ p^(n/2) * (1+p^(n/2+1))
= (1 + p + p^2 +...+ p^(n/2)) * (1 + p^(n/2+1))
上式紅色加粗的前半部分恰好就是原式的一半,那麽只需要不斷遞歸二分求和就可以了,後半部分為冪次式,將在下面第4點講述計算方 法。
(2)若n為偶數,一共有奇數項,則:
1 + p + p^2 + p^3 +...+ p^n
= (1+p^(n/2+1)) + p * (1+p^(n/2+1)) +...+ p^(n/2-1) * (1+p^(n/2+1)) + p^(n/2)
= (1 + p + p^2 +...+ p^(n/2-1)) * (1+p^(n/2+1)) + p^(n/2);
上式紅色加粗的前半部分恰好就是原式的一半,依然遞歸求解
#include <bits/stdc++.h> #define ll long long using namespace std; const int N=10000; const int mod=9901; int a,b,p[N],n[N]; ll qm(ll a,ll b) { ll ret=1; while(b) { if(b&1) ret=ret*a%mod; a=a*a%mod; b>>=1; } return ret; } ll sum(ll p,ll n) { if(n==0) return 1; if(n%2) return (sum(p,n/2)*(1+qm(p,n/2+1)))%mod; else return (sum(p,n/2-1)*(1+qm(p,n/2+1))+qm(p,n/2))%mod; } int main() { cin>>a>>b; int k=0; for(int i=2;i*i<=a;) { if(a%i==0) { p[k]=i; n[k]=0; while(a%i==0) { n[k]++; a/=i; } k++; } if(i==2) i++; else i+=2; } if(a!=1) { p[k]=a; n[k++]=1; } int ans=1; for(int i=0;i<k;i++) ans=(ans*(sum(p[i],n[i]*b)%mod))%mod; cout<<ans<<endl; return 0; }
【數論】Sumdiv(整數的唯一分解定理+約束和公式+遞歸求等比)