题意:询问满足$1\leq x\leq n,1\leq y\leq m$且$x,y$均无平方因子的有序对$(x,y)$的$[x,y]$之和,多组数据
以下假设$n\leq m$,设$S(n)=\frac{n(n+1)}2$,$r(n)$表示$n$的最大无平方因子
$\begin{align*}\sum\limits_{i=1}^n\sum\limits_{j=1}^m\mu^2\left((i,j)\right)[i,j]&=\sum\limits_{d=1}^nd\mu^2(d)\sum\limits_{i=1}^{\left\lfloor\frac nd\right\rfloor}\sum\limits_{j=1}^{\left\lfloor\frac md\right\rfloor}[i,j][(i,j)=1]\\&=\sum\limits_{d=1}^nd\mu^2(d)\sum\limits_{e=1}^{\left\lfloor\frac nd\right\rfloor}e\mu(e)\sum\limits_{i=1}^{\left\lfloor\frac n{de}\right\rfloor}\sum\limits_{j=1}^{\left\lfloor\frac m{de}\right\rfloor}[i,j]\\&=\sum\limits_{T=1}^nT\sum\limits_{d|T}\mu^2(d)\mu\left(\frac Td\right)\sum\limits_{i=1}^{\left\lfloor\frac nT\right\rfloor}\sum\limits_{j=1}^{\left\lfloor\frac mT\right\rfloor}[i,j]\end{align*}$
暂停一下,先化一下其中的一部分式子
1.$G(n)=\sum\limits_{d|n}\mu^2(d)\mu\left(\frac nd\right)$
设$n=a^2b$,其中$\mu(b)\ne0$,那么仅当$d=ac$且$(a,c)=1$时$\mu^2(d)\mu\left(\frac nd\right)\ne0$(若$a\nmid d$则$\frac nd$含来自$a$的平方因子,若$(a,c)\ne1$则$d$含平方因子),此时$G(n)=\sum\limits_{c|b}\mu\left(\frac{a^2b}{ac}\right)=\mu(a)\sum\limits_{c|b}\mu\left(\frac bc\right)=\mu(a)[b=1]$,这说明当$n$为完全平方数时,$G(n)=\mu\left(\sqrt n\right)$,否则$G(n)=0$
2.$F(n,m)=\sum\limits_{i=1}^n\sum\limits_{j=1}^m[i,j]$
直接把jzptab的式子搬过来,$F(n,m)=\sum\limits_{T=1}^nTS\left(\left\lfloor\frac nT\right\rfloor\right)S\left(\left\lfloor\frac mT\right\rfloor\right)\sum\limits_{e|T}e\mu(e)$
这里我们每次求答案都要求很多次$F$,所以还要继续推下去
$Q(n)=\sum\limits_{e|n}e\mu(e)$
首先显然$Q(n)=Q(r(n))$,因为$n$的平方因子对答案没有贡献,接下来考虑$n=r(n)$的情况,设$n=\prod\limits_{i=1}^kp_i$
当$n$为质数时$Q(n)=1-n$,因为$Q$是个积性函数,所以$Q(n)=\prod\limits_{i=1}^k(1-p_i)=(-1)^k\varphi(n)=\mu(n)\varphi(n)$,即是说对于一般的$n$有$Q(n)=\mu(r(n))\varphi(r(n))$
把以上两个结果代入到开始时的式子中,得到$\sum\limits_{p=1}^{\left\lfloor\sqrt n\right\rfloor}p^2\mu(p)\sum\limits_{q=1}^{\left\lfloor\frac n{p^2}\right\rfloor}qQ(q)S\left(\left\lfloor\frac n{p^2q}\right\rfloor\right)S\left(\left\lfloor\frac m{p^2q}\right\rfloor\right)$
枚举$T=p^2q$,得到$\sum\limits_{T=1}^nTS\left(\left\lfloor\frac nT\right\rfloor\right)S\left(\left\lfloor\frac mT\right\rfloor\right)\sum\limits_{p^2|T}\mu(p)Q\left(\frac T{p^2}\right)$
我们要预处理$D(n)=\sum\limits_{p^2|n}\mu(p)Q\left(\frac n{p^2}\right)$,这个直接枚举$p$去更新$p^2$的倍数即可,时间复杂度为$O\left(n\sum\limits_{i=1}^{\left\lfloor\sqrt n\right\rfloor}\frac1{i^2}\right)=O(n)$
总时间复杂度$O\left(n+T\sqrt n\right)$,这题还是挺棒的==
一个小小的trick:我们可以算出答案的$4$倍$\bmod2^{32}$的值,最后$\div4$即可,这样在求$S(n)$的时候不用$\div2$而且可以全程unsigned
#includetypedef unsigned uint;const int T=4000010;int min(int a,int b){return a m)swap(n,m); printf("%u\n",solve(n,m)>>2); }}