2 条题解

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    @ 2026-4-5 10:48:13

    显然 N×1N \times 1 的长方形必须平行于坐标轴摆放,否则连不出长度为 11 的边。

    考虑将 N\sqrt{N} 提出一部分得到 PQP\sqrt{Q},此时长度为 Q\sqrt{Q} 的边必须存在于长方形内,这要求存在非负整数 XX 使得 Q=X2+1Q = X^2 + 1(特别地,X=0X = 0 时 Q=1Q = 1,此时 N\sqrt{N} 是整数。

    此时画出赵爽弦图,沿三角形的斜边取最小的格点直角三角形(然后可以两两配对形成 Q×1Q \times 1 的长方形),剩下的全部切成 1×11 \times 1 的小正方形,我们便完成了构造。

    综上,「七巧板数」就是能表示为 P2(X2+1)P^2 (X^2 + 1) 的正整数,其中 PP 为正整数,XX 为非负整数。

    注意到 X≤nX \le \sqrt{n},而单个 XX 下的「七巧板数」大约只有 nX\dfrac{\sqrt{n}}{X} 个,因此给定范围内的「七巧板数」大约只有 12nln⁡n\dfrac{1}{2} \sqrt{n} \ln n 个,可以直接枚举后做前缀和回答询问。

    最终的时间复杂度为 O(nlog⁡2n+qlog⁡n)O(\sqrt{n} \log^2 n + q \log n),空间复杂度为 O(nlog⁡n)O(\sqrt{n} \log n)。

    #include <bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    long long a[2000012];
    long long sum[2000012];
    long long get(long long x, int s)
    {
    	int l = 0, r = s;
    	while (l < r)
    	{
    		int mid = (l + r + 1) >> 1;
    		if (a[mid] <= x) l = mid;
    		if (a[mid] > x) r = mid - 1;
    	}
    	return sum[l];
    }
    int main()
    {
    	ios::sync_with_stdio(0);
    	long long n, q, s = 0;
    	cin >> n >> q;
    	for (long long i = 0; i * i + 1 <= n; i++)
    		for (long long j = 1; (i * i + 1) * (j * j) <= n; j++)
    		{
    			s++;
    			a[s] = (i * i + 1) * (j * j);
    		}
    	sort(a + 1, a + s + 1);
    	s = unique(a + 1, a + s + 1) - a - 1;
    	for (int i = 1; i <= s; i++)
    		sum[i] = sum[i - 1] + a[i];
    	while (q--)
    	{
    		long long l, r;
    		cin >> l >> r;
    		cout << get(r, s) - get(l - 1, s) << '\n';
    	}
    	return 0;
    }
    
    • 0
      @ 2026-4-4 19:06:11

      注意到七巧板数必然为 $(i^2+1) \times j^2( i \in \mathbb N^*,j \in \mathbb N)$。

      由于 n≤1010n \le 10^{10},且七巧板数的分布很稀疏,直接枚举所有满足 (i2+1)×j2≤n(i^2+1) \times j^2 \le n 的 (i,j)(i,j),询问用二分 + 前缀和即可。

      时间复杂度为 O(nlog⁡2n+qlog⁡n)O(\sqrt{n} \log^2 n + q \log n)。

      #include <bits/stdc++.h>
      using namespace std;
      long long a[2000012];
      long long sum[2000012];
      long long get(long long x, int s)
      {
      	int l = 0, r = s;
      	while (l < r)
      	{
      		int mid = (l + r + 1) >> 1;
      		if (a[mid] <= x) l = mid;
      		if (a[mid] > x) r = mid - 1;
      	}
      	return sum[l];
      }
      int main()
      {
      	ios::sync_with_stdio(0);
      	long long n, q, s = 0;
      	cin >> n >> q;
      	for (long long i = 0; i * i + 1 <= n; i++)
      		for (long long j = 1; (i * i + 1) * (j * j) <= n; j++)
      		{
      			s++;
      			a[s] = (i * i + 1) * (j * j);
      		}
      	sort(a + 1, a + s + 1);
      	s = unique(a + 1, a + s + 1) - a - 1;
      	for (int i = 1; i <= s; i++)
      		sum[i] = sum[i - 1] + a[i];
      	while (q--)
      	{
      		long long l, r;
      		cin >> l >> r;
      		cout << get(r, s) - get(l - 1, s) << '\n';
      	}
      	return 0;
      }
      
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