『题解』P6055

发布时间 2023-09-14 21:09:21作者: iCostalymh

给出 \(N\),求:

\[\sum _ {i = 1} ^ N \sum _ {j = 1} ^ N \sum _ {p = 1} ^ {\lfloor\frac{N}{j}\rfloor} \sum _ {q = 1} ^ {\lfloor\frac{N}{j}\rfloor} [\gcd(i, j) = 1][\gcd(p, q) = 1]. \]

考虑化简。存在一个性质,但是我当时推的时候忘记了。即:

\[\sum_{i=1}^N\sum_{j=1}^N\sum_{k=1}^N[\gcd(j,k)=i]=\sum_{i=1}^N\sum_{j=1}^{\lfloor\frac{N}{i}\rfloor}\sum_{k=1}^{\lfloor\frac{N}{i}\rfloor}[\gcd(j,k)=1]. \]

然后回到上式,可化简为:

\[\sum_{i=1}^N\sum_{p=1}^N\sum_{q=1}^N[\gcd(i,p,q)=1]. \]

卷积展开得:

\[\sum_{d=1}^N\mu(d){\lfloor\dfrac{N}{d}\rfloor}^3. \]

因为数据范围很大,所以用杜教筛 + 数论分块求解。