刷題記錄【BZOJ2440 完全平方數】數論、組合數學、莫比烏斯函式
阿新 • • 發佈:2018-12-26
小 X 自幼就很喜歡數。但奇怪的是,他十分討厭完全平方數。他覺得這些
數看起來很令人難受。由此,他也討厭所有是完全平方數的正整數倍的數。然而
這絲毫不影響他對其他數的熱愛。
這天是小X的生日,小 W 想送一個數給他作為生日禮物。當然他不能送一
個小X討厭的數。他列出了所有小X不討厭的數,然後選取了第 K個數送給了
小X。小X很開心地收下了。
然而現在小 W 卻記不起送給小X的是哪個數了。你能幫他一下嗎?
https://cn.vjudge.net/contest/210428#problem/J
首先我們考慮任意整數n,[1,n]內的符合條件的數有多少
顯然我們只需要考慮質數的平方
[1,n]內4的倍數有
個
9的倍數有
個
…
以次類推
若用n減去它們的和,顯然我們會發現多減了一部分
考慮 36 的倍數,則36的倍數被減去了兩次
所以依照容斥原理應當加一次
接下來我們繼續分析,就會發現,當i偶數個質數乘積的時,
符號為正,當為奇數個質數乘積時,符號為負
這時自然想到了莫比烏斯函式
μ(n)表示莫比烏斯函式,f(n)表示[1,n]內符合條件的答案數
則
接下來對於K,只需要二分查詢就可以找到相應的n
下面證明二分查詢的上界為2K
證明:
所以
下面是程式碼
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
using namespace std;
#define N 100000
#define ll long long
int mu[N+5],prime[N+5],tot,t;
bool notprime[N];
void init()
{
notprime[1]=1;
mu[1]=1;
for(int i = 2 ; i <= N; i ++)
{
if(!notprime[i])
{
prime[++tot]=i;
mu[i]=-1;
}
for(int j = 1 ; j <= tot && i *prime[j] <= N ; j++)
{
notprime[i*prime[j]]=1;
if(i%prime[j]!=0)
{
mu[i*prime[j]]=-mu[i];
}
else break;
}
}
}
int main()
{
init();
scanf("%d",&t);
while(t--)
{
ll n;
scanf("%lld",&n);
ll l = 1,r = 2LL*n;
while(l<=r)
{
ll mid = (l+r)>>1;
ll ans = 0;
for(ll i =1 ; i * i <= mid ; i++)
{
ans += (mid/(i*i))*mu[i];
}
if(ans < n)
{
l = mid+1;
}
else r = mid-1;
}
printf("%lld\n",l);
}
}