[呱一题] 爷奖国方程(数论)

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原题

2000ms 256MB

Description

众所周知,时间复杂度为O(1N\frac{1}{N})的算法是不可能的,但是国奖爷就爱挑战不可能!现在国奖爷想发明一种时间复杂度为O(1N+1M\frac{1}{N}+\frac{1}{M})的图论算法,并命名为“国奖爷算法”,但是他触碰到了瓶颈。现在,他已经发明了复杂度为O(11N+1M\frac{1}{\frac{1}{N}+\frac{1}{M}})的算法,并命名为“爷奖国算法”,为了让他的研究更近一步,他需要求解一个“爷奖国方程”,即:

11N+1M=T!\frac{1}{\frac{1}{N}+\frac{1}{M}}=T!

其中,T!=i=1TiT!=\prod_{i=1}^T i

由于国奖爷实在是太厉害了,所以你只需要帮国奖爷精确算出这个“爷奖国方程”有多少对正整数解,国奖爷就能通过海量脑细胞精确算出每一组解,你能帮国奖爷挑战不可能吗?注意,(1,2)和(2,1)算两对解。

Input Description

输入一行一个正整数TT,含义由题目给出。其中1T1071\leq T\leq10^7

Output Description

输出一行一个正整数answeranswer,由于答案可能比较大,你只需要输出answermod19260817answer\enspace mod\enspace 19260817

Input Sample 1

1

Output Sample 1

1

Input Sample 2

2

Output Sample 2

3

Hint

在样例1中,对于T=1,T!=1,有解(2,2)。

在样例2中,对于T=2,T!=2,有解(3,6),(4,4),(6,3)。

题解

我们不妨设K=T!K=T!,那么有:

11N+1M=K1N+1M=1K(N+M)K=NM(N+M)K+NM=0K2(N+M)K+NM=K2(NK)(MK)=K2 \frac{1}{\frac{1}{N}+\frac{1}{M}}=K\\ \\ \Leftrightarrow \frac{1}{N}+\frac{1}{M}=\frac{1}{K}\\ \\ \Leftrightarrow (N+M)K=NM\\ \\ \Leftrightarrow -(N+M)K+NM=0\\ \\ \Leftrightarrow K^2-(N+M)K+NM=K^2\\ \\ \Leftrightarrow (N-K)(M-K)=K^2\\

显然,(NK),(MK)(N-K),(M-K)K2K^2的两个因子,所以答案即为K2K^2的因子个数,即(T!)2{(T!)}^2的因子个数。

我们对T!T!做质因子分解,有:

T!=p1k1p2k2pnkn(T!)2=p12k1p22k2pn2knT!=p_1^{k_1} \cdot p_2^{k_2} \cdots p_n^{k_n}\\ (T!)^2=p_1^{2k_1} \cdot p_2^{2k_2} \cdots p_n^{2k_n}\\

那么(T!)2(T!)^2的因子个数为:

answer=(2k1+1)(2k1+1)(2kn+1)answer=(2k_1+1) \cdot (2k_1+1) \cdots (2k_n+1)\\

现在我们考虑如何对T!T!做质因子分解,对于一个质数XX,在[1,T][1,T]中,有TX\lfloor \frac{T}{X} \rfloor个数含有至少1个这个质因子,有TX2\lfloor \frac{T}{X^2} \rfloor个数含有至少2个这个质因子……

所以我们只需要先筛出T以内的质数,再对每个质数做上述处理计算T!中含有多少个这个质因子即可。

代码实现

首先,我们要筛出所有的质数,这里用线性筛法。

const int N=1e7+1;
const int M=19260817;

vector<int> prime;
bool notPrime[N];

void filte()
{
    for(int i=2;i<N;i++)
    {
        if(!notPrime[i])
        {
            //cout<<i<<endl;
            prime.push_back(i);
            for(long long j=1ll*i*i;j<N;j+=i)
            {
                notPrime[j]=true;
            }
        }
    }
}

然后,我们对每个质数计算T!T!包含多少个因子。

long long LTZ_euqition(long long T)
{
    long long answer=1;
    int cnt=0;
    for(int X:prime)
    {
        if(X>T)break;
        long long x=X;
        while(x<=T)
        {
            cnt+=T/x;
            x*=X;
        }
        answer*=(2*cnt+1);
        answer%=M;
        cnt=0;
    }
    return answer;
}

下附完整实现

// by Concyclics
//
//
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

const int N=1e7+1;
const int M=19260817;

vector<int> prime;
bool notPrime[N];

void filte()
{
    for(int i=2;i<N;i++)
    {
        if(!notPrime[i])
        {
            //cout<<i<<endl;
            prime.push_back(i);
            for(long long j=1ll*i*i;j<N;j+=i)
            {
                notPrime[j]=true;
            }
        }
    }
}

long long LTZ_euqition(long long T)
{
    long long answer=1;
    int cnt=0;
    for(int X:prime)
    {
        if(X>T)break;
        long long x=X;
        while(x<=T)
        {
            cnt+=T/x;
            x*=X;
        }
        
        answer*=(2*cnt+1);
        answer%=M;
        cnt=0;
    }
    return answer;
}

int main()
{
    
    filte();
    int T;
    cin>>T;
    cout<<LTZ_euqition(T);
}