莫比乌斯反演也是反演定理的一种

既然我们已经学了二项式反演定理

那莫比乌斯反演定理与二项式反演定理一样,不求甚解,只求会用

莫比乌斯反演长下面这个样子(=・ω・=)

(暂时弃坑)(半成品)ACM数论之旅18---反演定理 第二回 Mobius反演(莫比乌斯反演)((づ ̄3 ̄)づ天才第一步,雀。。。。)-LMLPHP

d|n,表示n能够整除d,也就是d是n的所有因子

μ(x)是莫比乌斯函数,它是这样计算的

μ(1) = 1

x = p1 * p2 * p3 ……*pk(x由k个不同的质数组成)则μ(x) = (-1)^k

其他情况,μ (x) = 0

比如

30 = 2 * 3 * 5

μ(30) = (-1)^3

4 = 2 * 2

μ(4) = 0

对于μ(d)函数,它有如下的常见性质:

(1)对任意正整数n有

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(2)对任意正整数n有

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求μ的函数的方法很多

这里提供一种线筛的预处理(复杂度O(n)哟~~~)

 #include<cstdio>
const int N = 1e6 + ;
int mu[N], vis[N], prime[N];
int tot;//用来记录prime的个数
void init(){
mu[] = ;
for(int i = ; i < N; i ++){
if(!vis[i]){
prime[tot ++] = i;
mu[i] = -;
}
for(int j = ; j < tot && i * prime[j] < N; j ++){
vis[i * prime[j]] = ;
if(i % prime[j]) mu[i * prime[j]] = -mu[i];
else{
mu[i * prime[j]] = ;
break;
}
}
}
}
int main(){
init();
}

上次,有人问我μ为啥不是miu是mu

这。。。当然都可以啦,μ的英文就是mu,miu是读音看你习惯

∑(っ °Д °;)っ为了证明我是对的,我特意百度了希腊字母读音及科学方面应用

大写
小写
英文读音
国际音标
意义
Α
α
alpha
/ˈ&aelig;lfə/
角度,系数,角加速度
Β
β
beta
/'beitə/
磁通系数,角度,系数
Γ
γ
gamma
/'g&aelig;mə/
电导系数,角度,比热容比
Δ
δ
delta
/'deltə/
变化量,屈光度,一元二次方程中的判别式
Ε
ε
epsilon
/ep'silon/
对数之基数,介电常数
Ζ
ζ
zeta
/'zi:tə/
系数,方位角,阻抗,相对粘度
Η
η
eta
/'i:tə/
迟滞系数,效率
Θ
θ
theta
/'θi:tə/
温度,角度
Ι
ι ℩
iota
/ai'oute/
微小,一点
Κ
κ
kappa
/k&aelig;pə/
介质常数,绝热指数
λ
lambda
/'l&aelig;mdə/
波长,体积,导热系数
Μ
μ
mu
/mju:/
磁导系数,微,动摩擦系(因)数,流体动力粘度
Ν
ν
nu
/nju:/
磁阻系数,流体运动粘度,光子频率
Ξ
ξ
xi
/ksi/
随机数,(小)区间内的一个未知特定值
Ο
ο
omicron
/oumaik'rən/
高阶无穷小函数
π
pi
/pai/
圆周率,π(n)表示不大于n的质数个数
Ρ
ρ
rho
/rou/
电阻系数,柱坐标和极坐标中的极径,密度
σ ς
sigma
/'sigmə/
总和,表面密度,跨导,正应力
Τ
τ
tau
/tau/
时间常数,切应力
Υ
υ
upsilon
/ju:p'silən/
位移
Φ
φ
phi
/fai/
磁通,角,透镜焦度,热流量
Χ
χ
chi
/kai/
统计学中有卡方(χ^2)分布
Ψ
ψ
psi
/psai/
角速,介质电通量
Ω
ω
omega
/'oumigə/
欧姆,角速度,交流电的电角度

其实莫比乌斯有两种描述

(暂时弃坑)(半成品)ACM数论之旅18---反演定理 第二回 Mobius反演(莫比乌斯反演)((づ ̄3 ̄)づ天才第一步,雀。。。。)-LMLPHP

莫比乌斯第一种描述,一般是这种

(暂时弃坑)(半成品)ACM数论之旅18---反演定理 第二回 Mobius反演(莫比乌斯反演)((づ ̄3 ̄)づ天才第一步,雀。。。。)-LMLPHP

莫比乌斯第二种描述,这种也可以而且有些题这种更好

来做题吧

hdu 1695

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1695

(这题就是容斥那一章的,我就把下面的题意照搬过来了,还记得题目的就跳过题目吧)

题意:给你5个数a,b,c,d,k

在a~b中选一个x, c~d中选一个y,满足gcd(x,y) = k , 求(x,y) 的对数

a, b, c, d, k, 0 < a <= b <= 100,000, 0 < c <= d <= 100,000, 0 <= k <= 100,000

在题目描述的最后一行有一句话,多组里面所有的a和c都是1(这题目不是坑爹吗(╯‵□′)╯︵┻━┻那输入a和c有什么用)

然后题目变成

在1~b中选一个x, 1~d中选一个y,满足gcd(x,y) = k , 求(x,y) 的对数 。。。(无语中。。。)

前面思路一样

先把问题就转化为求1~a区间 和 1~b区间,gcd(x,y) = 1对数的问题

设f(d)为满足gcd(x,y)=d的x,y的对数

我们根据莫比乌斯第二描述来做

那F(1) = f(1) + f(2) + f(3) + ....

F(2) = f(2) + f(4) + f(6) +.....

我们可以看出F(d)就是满足gcd(x,y)为d的倍数的x,y的对数

那F(d)的公式就容易求了

F(d) = (a/d) * (b/d)

(在1~a中,有a/d个数是d的倍数,在1~b中,有b/d个数是d的倍数,这些数不管怎么选择,构成的gcd(x,y)都是d的倍数)

因为

F(1) = f(1) + f(2) + f(3) + ....

所以

f(1) = μ(1)*F(1) + μ(2)*F(2) + μ(3)*F(3) + ...

AC代码:

 #include<cstdio>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N = 1e6 + ;
int mu[N], vis[N], prime[N];
int tot;//用来记录prime的个数
void init(){
mu[] = ;
for(int i = ; i < N; i ++){
if(!vis[i]){
prime[tot ++] = i;
mu[i] = -;
}
for(int j = ; j < tot && i * prime[j] < N; j ++){
vis[i * prime[j]] = ;
if(i % prime[j]) mu[i * prime[j]] = -mu[i];
else{
mu[i * prime[j]] = ;
break;
}
}
}
}
LL Mobius(int a, int b){
LL ret = ;
for(int i = ; i <= a; i ++){//因为公式中有a/i,所以for到a就可以了
ret += 1ll * mu[i] * (a / i) * (b / i);
}
//我们现在求完了总对数,但是题目要求的类似(5,7)和(7,5)算一种
//所以接下来我们开始去重
LL temp = ;
for(int i = ; i <= a; i ++){
temp += 1ll * mu[i] * (a / i) * (a / i);
}
return ret - temp / ;
//比如a=5,b=7那么(4,6)这样子的区间不可能有重复的(6,4)
//所以重复的部分只在1~a中,所以最后减去一半的重复区间就好了
}
int main(){
init();
int T, a, b, c, d, k;
scanf("%d", &T);
for(int cas = ; cas <= T; cas ++){
scanf("%d%d%d%d%d", &a, &b, &c, &d, &k);
if(k == ){
printf("Case %d: 0\n", cas);
continue;
}
b /= k; d /= k;
if(b > d) swap(b, d);
printf("Case %d: %I64d\n", cas, Mobius(b, d));
}
}

/////////////////此处施工中//////////////////

暂时弃坑。。。。

http://acm.hust.edu.cn/vjudge/contest/view.action?cid=94200#overview

峰神挂的莫比乌斯反演章节,有兴趣自己去做做,不会的去百度。。。。

05-11 11:03