hdu 4279"Number"(数论)

时间:2022-09-06 17:25:43

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参考资料:

  [1]:https://www.2cto.com/kf/201308/233613.html

题意,题解在上述参考资料中已经介绍的非常详细了,接下来的内容只是记录一下我的理解;

我的学习记录:

  定义 f(x) : x的因子个数;

    φ(x) : x之前与x互素的数的个数;

  那么 F(x) = x - f(x) - φ(x) + 1;

  为什么要 +1 呢?

  因为 f(x) 和 φ(x) 同时包含 1 这个数,所以要加上多减去的 1;

  根据算术基本定理:

    任何一个大于1的自然数 N,如果N不为质数,那么N可以唯一分解成有限个质数的乘积

      N=P1a1×P2a2×P3a3×......×Pnan,这里P1<P2<P3......<Pn均为质数,其中指数ai是正整数。

  那么,N的因子肯等为 x = P1b1×P2b2×P3b3×......×Pnbn 这种形式,易知 b1∈[0,a1] , b2∈[0,a2] , ..... , bn∈[0,an],共

      f(x) = (a1+1)*(a2+1)*........*(an+1)个因子;

  如果要使 f(N) 为奇数,那么  (a1+1),(a2+1),........,(an+1) 要全部为奇数,也就是说  a1 , a2 ,........,an 全为偶数,即 N 为完全平方数;

  综上:

    N为完全平方数时,f(N)为奇数;

    N为非完全平方数时,f(N)为偶数;

  接下俩就是求解φ(x),这个是数论中比较重要的公式--欧拉公式;

  定理1:

    如果GCD(a,b) == 1,那么 φ(a*b) = φ(a)*φ(b);

  定理2:

    如果 p 为素数,那么 φ(pk) = pk-1*(p-1);

  (相关证明自行百度,逃);

  定理3:

    那么对于任意大于 2 的数 x = P1a1×P2a2×P3a3×......×Pnan, φ(x) 为偶数;

①如果p为奇数:
根据公式 φ(p^k)=p^(k-)*(p-)
(p-)一定为偶数,则 φ(p^k)为偶数,则 φ(x)为偶数;
②如果p为偶数:
那么,p只能为2;
如果k > ,那么 φ(^k)为偶数;
如果k = ,那么对于大于2的数x,一定会分解出除2的另一个质因子p2,
根据①的得知φ(p2^k2)为偶数;
综上φ(x)为偶数;

定理3简单证明

  综上所述:

    当 x > 2 时:

    ①如果x为完全平方数,那么 F(x) = x - f(x) - ( φ(x) -1) = x - 奇数 - 奇数 = x - 偶数,只有当 x 为奇数时,F(x)为奇数;

    ②如果x为非完全平方数,那么 F(x) = x - f(x) - ( φ(x) -1) = x - 偶数 - 奇数 = x - 奇数,只有当 x 为偶数时,F(x)为奇数;

  所以,[3,x] 中使得 F(i) 为奇数的个数 ⇔ [3,x]中 奇完全平方数+偶非完全平方数 = 偶数-偶完全平方数+奇完全平方数;

  [3,x]中偶数的个数为 x/2 - 1 (减掉的是 2), 平方数个数为 sqrt(x)-1 (减掉的是 1)个;

  如果 (sqrt(x)-1)%2 == 0(sqrt(x)为奇数),那么 偶完全平方数与奇完全平方数 个数相等,F(x) = x/2-1;

  如果 (sqrt(x)-1)%2 ≠ 0(sqrt(x)为偶数),那么 偶完全平方数比奇完全平方数 个数多1,F(x) = x/2-1 -1;

AC代码:

 #include<iostream>
#include<cmath>
#include<cstdio>
using namespace std;
#define ll long long ll n,m; ll Solve(ll x)
{
if(x < )
return ;
ll tot=sqrt(x);
if(tot*tot > x)//sqrt()函数存在精度问题,可能使得tot*tot > x
tot--;
ll ans=x/-;
return ans+((tot% == )?-:);
}
int main()
{
int test;
scanf("%d",&test);
while(test--)
{
scanf("%lld%lld",&n,&m);
printf("%lld\n",Solve(m)-Solve(n-));
}
return ;
}