我們規定函式f(n
)f(n)
f(n)
代表如下含義:f(n
)=∑d
∣ng(
d)f(n)\ =\ \sum_ g(d)
f(n)=∑
d∣n
g(d)
。在某一些情況下,莫比烏斯反演的f
ff函式很容易求解,但其中的g函式則不容易求解;我們需要通過某一種演算法,在知道每乙個g
gg的情況下求解出對應的f
ff值。
而這乙個演算法就是莫比烏斯反演。
μ (i
)=1, \text \\ (-1)^,i=p_1*p_2*...*p_k \\ 0,i不滿足上述兩種限制 \end
μ(i)=⎩
⎪⎨⎪⎧
1,i = 1(−
1)k,
i=p1
∗p2
∗..
.∗pk
0,i
不滿足上
述兩種限
制對於莫比烏斯函式的性質:
證明不想寫
至於莫比烏斯函式的求法,由於這是乙個積性函式我們可以代到線性篩了,類似於尤拉函式的求法即可。
**如下:
1.我們通過觀察這一串算是,發現在計算每乙份g
gg函式的時候,等號右邊的數都是g的因數。
2.同時我們發現,對於右邊的每乙個數k來說,一定滿足⌊nk
⌋\lfloor\ \frac\ \rfloor
⌊kn
⌋一定由若干個互不相同的質因數組成。且對應的符號為μ(n
k)μ(\frac)
μ(kn)
.因此我們就可以得到莫比烏斯反演公式:g(i
)=∑d
∣iμ(
d)∗f
(nd)
g(i)\ =\ \sum_μ(d)*f(\frac)
g(i)=d
∣i∑
μ(d)
∗f(d
n)然後就可以根據f
ff來求g
gg了。
我們不能執著於證明(九年級語文書都說了不求甚解是好的)
對於每乙個莫比烏斯函式f(i)來說,\sum的內容是小於i的,如果所求需要大於i值、那麼我們需要使用下面兩個莫比烏斯反演的變形公式。
對於乙個數n除以乙個數k來說,會有若干個不同的除數,此時這乙個下取整除數的序列會十分有規律的排布,我們正是需要通過除法分塊來找尋這乙個規律。
例如20去除以1-20的數字,我們分別得到的的序列是:20,10
,6,5
,4,3
,2,2
,2,2
,1,1
,1,1
,1,1
,1,1
,1,1
,120,10,6,5,4,3,2,2,2,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1
20,10,
6,5,
4,3,
2,2,
2,2,
1,1,
1,1,
1,1,
1,1,
1,1,
1對於一開始的除數,分布並非十分規律,但是後面卻會出現大量重複,我們這要找到這乙個重複序列的左右端點來減少運算量。我們可以證明,這樣的序列不超過2
n2\sqrt n
2n 個.
證明:若k
k時,共有n
\sqrt n
n個取值。
若k
>
nk>\sqrt n
k>n
時,由於⌊nk
⌋⌋\lfloor \frac\rfloor
⌊kn⌋⌋
,共有n
\sqrt n
n個取值。
因此答案一定不超過2
n2\sqrt n
2n 個。
現在我們來嘗試找到每乙個相同區間的左右端點。
即對於左端點i,我們來嘗試尋找右斷電j。我們知道對於每乙份區間,都有:
⌊ ni
⌋≤nj
\lfloor \frac\rfloor \leq \frac
⌊in⌋≤
jn
由於j要取最大值,因此就有j=i
⌊ni⌋
j\ =\ \frac\rfloor}
j=⌊in
⌋i.
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