给定一个集合a,要求一个集合S和一个数x,满足\(x\notin S\),且\(\gcd(x,S)=1,\gcd(S)>1\),求方案数
设\(cnt_T\)表示T的倍数的个数,那么此时\(\gcd(S)>1\)的限制可以忽略
对于每个集合S,我们直接计算\((n-cnt_S)* (2^{cnt_S}-1)\)会有重复和非法,考虑容斥
设\(\gcd(S,x)=k\),我们要做的就是使\(k>1\)的计算0次,\(k=1\)的计算一次
考虑实际情况,(S,x)会被\(d|\gcd(S)且d\nmid x\)计算
因为在枚举\(d|\gcd(S)\),对于x中含有而\(\gcd(S)\)中不含的质因子不会计算,那么又可以写成
\(d|\gcd(S)且d\nmid k\),写成式子是\(\sum_{d|\gcd(S)}\mu(d)-\sum_{d\nmid k}\mu(d)\)
由于\(\gcd(S)>1\),故若k=1,值为-1,k!=1则为0
那么写成\(-\mu(d)\)就行了
答案就是\(\sum_{i=1}^{\max(a)}-\mu(i)* (n-cnt_i)* (2^{cnt_i}-1)\)
代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e7+11;
const int mod=1e9+7;
bool fp[N];
int n;
int mu[N];
int p[N],num;
int mi[N],c[N];
inline int max_(int a,int b){return a>b?a:b;}
inline void md(int &x){if(x>=mod)x-=mod;return;}
inline int read()
{
int s=0;
char ch=getchar();
while(ch>'9'||ch<'0') ch=getchar();
while(ch>='0'&&ch<='9') s=(s<<1)+(s<<3)+(ch^48),ch=getchar();
return s;
}
void pre()
{
fp[0]=fp[1]=1;
mu[1]=1;
for(int i=2;i<=1e7;++i)
{
if(!fp[i])p[++num]=i,mu[i]=-1;
for(int j=1;j<=num&&p[j]*i<=1e7;++j)
{
fp[p[j]*i]=1;
if(i%p[j]==0) {mu[i*p[j]]=0;break;}
else mu[i*p[j]]=-mu[i];
}
}
return;
}
signed main()
{
pre();
n=read();
mi[0]=1;
int maxx=0;
for(int x,i=1;i<=n;++i) x=read(),mi[i]=mi[i-1]*2%mod,++c[x],maxx=max_(maxx,x);
int ans=0;
for(int cnt,i=1;i<=maxx;++i)
{
cnt=0;
for(int j=i;j<=maxx;j+=i) cnt+=c[j];
md(ans+=1ll*(mod-mu[i])*(n-cnt)%mod*(mi[cnt]-1)%mod);
}
cout<<ans<<endl;
return 0;
}