51nod1355-斐波那契的最小公倍数【min-max容斥】
正題
題目鏈接:http://www.51nod.com/Challenge/Problem.html#problemId=1355
題目大意
定義fif_ifi?表示斐波那契的第iii項,給出一個大小為nnn的集合SSS求lcm(fS)lcm(f_S)lcm(fS?)
解題思路
如果每個質數的次數分開考慮,那么gcdgcdgcd就是次數取minminmin,lcmlcmlcm就是次數取maxmaxmax,所以可以套用min?maxmin-maxmin?max容斥的式子
lcm(S)=∏T?Sgcd(T)(?1)∣T∣+1lcm(S)=\prod_{T\subseteq S}gcd(T)^{(-1)^{|T|+1}}lcm(S)=T?S∏?gcd(T)(?1)∣T∣+1
然后因為gcd(fx,fy)=fgcd(x,y)gcd(f_x,f_y)=f_{gcd(x,y)}gcd(fx?,fy?)=fgcd(x,y)?,那么這題的答案
lcm(fS)=∏T?Sfgcd(T)(?1)∣T∣+1lcm(f_S)=\prod_{T\subseteq S}f_{gcd(T)}^{(-1)^{|T|+1}}lcm(fS?)=T?S∏?fgcd(T)(?1)∣T∣+1?
這個好像算起來很麻煩,我們可以分開考慮每個gcdgcdgcd的貢獻。
定義fn=∏d∣ngdf_n=\prod_{d|n}g_dfn?=∏d∣n?gd?
lcm(fS)=∏T?S(∏d∣gcd(T)gd)(?1)∣T∣+1lcm(f_S)=\prod_{T\subseteq S}\left(\prod_{d|gcd(T)}g_d\right)^{(-1)^{|T|}+1}lcm(fS?)=T?S∏????d∣gcd(T)∏?gd????(?1)∣T∣+1
lcm(fS)=∏gd∑T?S[d∣gcd(T)](?1)∣T∣+1lcm(f_S)=\prod g_d^{\sum_{T\subseteq S}[d|gcd(T)](-1)^{|T|+1}}lcm(fS?)=∏gd∑T?S?[d∣gcd(T)](?1)∣T∣+1?
然后就是∑T?S[d∣gcd(T)](?1)∣T∣+1\sum_{T\subseteq S}[d|gcd(T)](-1)^{|T|+1}∑T?S?[d∣gcd(T)](?1)∣T∣+1,因為沒有了空集,這個東西其實就相當于[?ai∈S,d∣ai][\exists a_i\in S,d|a_i][?ai?∈S,d∣ai?]。然后就可以直接枚舉每個ddd來求答案了。
lcm(fS)=∏?ai∈S,d∣aigdlcm(f_S)=\prod_{\exists a_i\in S,d|a_i} g_dlcm(fS?)=?ai?∈S,d∣ai?∏?gd?
考慮ggg怎么構造,我們有fn=∏d∣ngdf_n=\prod_{d|n}g_dfn?=∏d∣n?gd?,直接移項就是gn=fn?∏d∣n,d≠ngdg_n=f_n-\prod_{d|n,d\neq n}g_dgn?=fn??∏d∣n,d?=n?gd?就好了。
時間復雜度O(nlog?n)O(n\log n)O(nlogn)
code
#include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #define ll long long using namespace std; const ll N=1e6+10,P=1e9+7; ll n,m,g[N],ans; bool v[N]; ll power(ll x,ll b){ll ans=1;while(b){if(b&1)ans=ans*x%P;x=x*x%P;b>>=1;}return ans; } signed main() {scanf("%lld",&n);g[1]=ans=1;for(ll i=1;i<=n;i++){ll x;scanf("%lld",&x);m=max(m,x);v[x]=1;}for(ll i=2;i<=m;i++)g[i]=(g[i-1]+g[i-2])%P;for(ll i=1;i<=m;i++){ll inv=power(g[i],P-2);for(ll j=2*i;j<=m;j+=i)g[j]=g[j]*inv%P;}for(ll i=1;i<=m;i++){bool flag=0;for(ll j=i;j<=m;j+=i)if(v[j]){flag=1;break;}if(flag)ans=(ans*g[i])%P;}printf("%lld\n",ans);return 0; }總結
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