[數學知識]求小於等於a^b的與a^b互質的數的個數與和
阿新 • • 發佈:2019-01-31
求個數:φ(a^b)=φ(a)*a^(b-1)
證明:
整數唯一分解定理:a=p1^k1*p2^k2*p3^k3*......*pm^km
然後是兩個數的尤拉函式:
φ(a)=a*( 1-1/p1 )*( 1-1/p2 )*( 1-1/p3 )*......*( 1-1/pm )
φ(a^b)=a^b*( 1-1/p1 )*( 1-1/p2 )*( 1-1/p3 )*......*( 1-1/pm )
a與a^b的質因子是相同的,不同的只有最前面乘的數
求和:令N=a^b,則有公式:sum=N*φ(N)/2
證明:
首先要知道一個推論:gcd( n, m )==1 ==> gcd( n, n-m )==1
證:若gcd( n, m )==1,gcd( n, n-m )==K ( K != 1 )
==> n%K==0,( n-m )%K==0
==> m%K==0
==>gcd( n, m )==K,矛盾
∴gcd( n, m )==1 ==> gcd( n, n-m )==1
小於N的與N互質的數一共有φ(N)個,和為N的兩兩配對。得證。
#include<cstdio> #include<cmath> typedef long long LL; const int Mod=1e9+7; LL a, b; LL Euler( LL n ) { LL m=sqrt( n+0.5 ); LL res=n; for( LL i=2; i<=m; i++ ) if( !(n%i) ) { res=res/i*(i-1); while( !(n%i) ) n/=i; } if( n>1 ) res=res/n*(n-1); return res%Mod; } LL Mul( LL a, LL b ) { LL res=0; for( LL i=1; i<=b; i<<=1, a=( a<<1 )%Mod ) if( b&i ) res=( res+a )%Mod; return res%Mod; } LL Ksm( LL b, LL p ) { LL res=1; while( p ) { if( p&1 ) res=Mul( res, b ); b=Mul( b, b ); p>>=1; } return res%Mod; } int main() { scanf( "%I64d%I64d", &a, &b ); LL phia=Euler( a )*Ksm( a, b-1 )%Mod; printf( "%I64d\n", phia ); printf( "%I64d\n", phia*Ksm( a, b )%Mod ); return 0; }