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题目解法
首先考虑二分答案,把问题变成计算 n n n 以内不是完全平方数的倍数的数的个数
考虑完全平方数的倍数和
μ
\mu
μ 的定义相同
所有完全平方数的倍数的
μ
=
0
\mu=0
μ=0
所以
n
n
n 以内合法的数的个数即为
∑
i
=
1
n
∣
μ
(
i
)
∣
\sum_{i=1}^{n} |\mu (i)|
∑i=1n∣μ(i)∣
对于
μ
\mu
μ 的绝对值,有一种更好的形式:
∑
i
=
1
n
μ
(
i
)
2
\sum^{n}_{i=1} \mu(i)^2
∑i=1nμ(i)2
对于前缀和的形式,考虑用杜教筛
现在需要构造
g
g
g 函数,使得
f
∗
g
f*g
f∗g 及
g
g
g 的区间和都好算
这里的构造的
g
g
g 很独特:
g
(
n
)
=
[
n
=
k
2
,
k
∈
N
+
]
g(n)=[n=k^2,k\in N^+]
g(n)=[n=k2,k∈N+]
∑
i
=
1
n
(
f
∗
g
)
(
i
)
\;\;\;\;\sum_{i=1}^{n}(f*g)(i)
∑i=1n(f∗g)(i)
=
∑
i
=
1
n
∑
d
∣
i
g
(
d
)
f
(
i
d
)
=\sum_{i=1}^{n}\sum_{d|i}g(d)f(\frac{i}{d})
=∑i=1n∑d∣ig(d)f(di)
因为只有当
f
f
f 中没有平方因子 且
g
g
g 中只有平方因子时
g
(
d
)
f
(
i
d
)
g(d)f(\frac{i}{d})
g(d)f(di) 才为 1
所以只有当
d
d
d 是
i
i
i 的极大平方因子时,
g
(
d
)
f
(
i
d
)
=
1
g(d)f(\frac{i}{d})=1
g(d)f(di)=1
所以
(
f
∗
g
)
(
n
)
=
1
,
∑
i
=
1
n
(
f
∗
g
)
(
i
)
=
n
(f*g)(n)=1,\sum_{i=1}^{n}(f*g)(i)=n
(f∗g)(n)=1,∑i=1n(f∗g)(i)=n
继续推
∑
i
=
1
n
(
f
∗
g
)
(
i
)
\;\;\;\;\sum_{i=1}^{n}(f*g)(i)
∑i=1n(f∗g)(i)
=
∑
i
=
1
n
∑
d
∣
i
g
(
d
)
f
(
i
d
)
=\sum_{i=1}^{n}\sum_{d|i}g(d)f(\frac{i}{d})
=∑i=1n∑d∣ig(d)f(di)
=
∑
i
=
1
n
g
(
i
)
S
(
⌊
n
i
⌋
)
=\sum_{i=1}^{n}g(i)S(\lfloor\frac{n}{i}\rfloor)
=∑i=1ng(i)S(⌊in⌋)
所以
g
(
1
)
S
(
n
)
=
n
−
∑
i
=
2
n
g
(
i
)
S
(
⌊
n
i
⌋
)
g(1)S(n)=n-\sum_{i=2}^{n}g(i)S(\lfloor\frac{n}{i}\rfloor)
g(1)S(n)=n−∑i=2ng(i)S(⌊in⌋)
根据
g
g
g 只有是平方数时才为
1
1
1 的性质
S
(
n
)
=
n
−
∑
i
=
2
n
S
(
⌊
n
i
2
⌋
)
S(n)=n-\sum_{i=2}^{\sqrt n}S(\lfloor\frac{n}{i^2}\rfloor)
S(n)=n−∑i=2nS(⌊i2n⌋)
不用数论分块的时间复杂度仍是 O ( n 2 3 ) O(n^\frac{2}{3}) O(n32)
#include <bits/stdc++.h>
#define int long long
using namespace std;
const int M(1000100);
int n,m=1000000,smu2[M];
unordered_map<int,int> mp;
int v[M],pr[M],cnt;
inline int read(){
int FF=0,RR=1;
char ch=getchar();
for(;!isdigit(ch);ch=getchar()) if(ch=='-') RR=-1;
for(;isdigit(ch);ch=getchar()) FF=(FF<<1)+(FF<<3)+ch-48;
return FF*RR;
}
void init(){
smu2[1]=1;
for(int i=2;i<=m;i++){
if(!v[i]) v[i]=i,pr[++cnt]=i,smu2[i]=-1;
for(int j=1;j<=cnt&&pr[j]<=m/i;j++){
v[pr[j]*i]=pr[j];
if(pr[j]==v[i]) break;
smu2[pr[j]*i]=-smu2[i];
}
}
for(int i=2;i<=m;i++) smu2[i]=smu2[i]*smu2[i]+smu2[i-1];
}
int solve(int n){
if(n<=m) return smu2[n];
if(mp.count(n)) return mp[n];
int res=n;
for(int i=2;i*i<=n;i++) res-=solve(n/i/i);
return mp[n]=res;
}
bool check(int mid){ return solve(mid)>=n;}
void work(){
n=read();
int l=n-1,r=2e9;
while(l<r-1){
int mid=(l+r)>>1;
check(mid)?r=mid:l=mid;
}
printf("%lld\n",r);
}
signed main(){
init();
int T=read();
while(T--) work();
return 0;
}