BZOJ 2440 [中山市选2011]完全平方数 (容斥)

xiaoxiao2021-02-28  70

Description

小 X 自幼就很喜欢数。但奇怪的是,他十分讨厌完全平方数。他觉得这些数看起来很令人难受。由此,他也讨厌所有是完全平方数的正整数倍的数。然而这丝毫不影响他对其他数的热爱。

这天是小X的生日,小 W 想送一个数给他作为生日礼物。当然他不能送一个小 X 讨厌的数。他列出了所有小 X 不讨厌的数,然后选取了第 K 个数送给了小 X 。小 X 很开心地收下了。

然而现在小 W 却记不起送给小 X 的是哪个数了。你能帮他一下吗?

 

Input

包含多组测试数据。文件第一行有一个整数 T,表示测试数据的组数。

第 2 至第 T+1 行每行有一个整数 Ki ,描述一组数据,含义如题目中所描述。

 

Output

含 T 行,分别对每组数据作出回答。第 i 行输出相应的第 Ki 个不是完全平方数的正整数倍的数。

 

Sample Input

4 1 13 100 1234567

 

Sample Output

1 19 163 2030745

 

思路

题目其实是在求第 k 个无平方因子数的数值(分解之后质因子次数都为 1 的数)。

首先我们将问题转化为求区间 [1,x] 之间有多少个无平方因子数,然后二分得出答案。

 

根据容斥原理我们知道,对于 x 以内的所有质数

x 以内的无平方因子数 = 无需是任何质数倍数的数的个数(即 x ) - 是至少一个质数平方倍数的数的数量 + 是至少两个质数平方倍数的数的数量 - …

 

AC 代码

#include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int maxn = 51000; typedef long long LL; int mu[maxn],prime[maxn]; bool check[maxn]; LL n; void Moblus() { memset(check,false,sizeof(check)); mu[1]=1; int tot=0; for(int i=2; i<maxn; i++) { if(!check[i]) { prime[tot++]=i; mu[i]=-1; } for(int j=0; j<tot && i*prime[j]<maxn; j++) { int num=i*prime[j]; check[num]=true; if(i%prime[j]==0) { mu[num]=0; break; } else mu[num]=-mu[i]; } } } LL judge(LL x) { LL ans=0; for(LL i=1; i*i<=x; i++) ans+=x/(i*i)*mu[i]; return ans; } void solve() { LL low=0,high=n<<1,ans; while(low<=high) { LL mid=(low+high)/2; LL cnt=judge(mid); if(cnt<n) low=mid+1; else if(cnt>=n) ans=mid,high=mid-1; } cout<<ans<<endl; } int main() { Moblus(); int T; cin>>T; while(T--) { cin>>n; solve(); } return 0; }
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