P12620 [ICPC 2025 NAC] A Totient Quotient
题目描述
对于一个正整数 $k$,欧拉函数 $\phi(k)$ 定义为小于等于 $k$ 且与 $k$ 互质的正整数的个数。例如,$\phi(9) = 6$,$\phi(24) = 8$,$\phi(1) = 1$。(提醒一下,两个正整数 $a$ 和 $b$ 的最大公约数(gcd)是能同时整除 $a$ 和 $b$ 的最大正整数。如果两个正整数的 gcd 为 $1$,则它们互质。)
欧拉乘积公式通过 $k$ 的质因数分解给出了 $\phi(k)$ 的值。对于一个质数 $p$,令 $\nu_p(k)$ 表示 $p$ 的最高幂次,使得 $p^{\nu_p(k)}$ 能整除 $k$(例如,$\nu_2(48) = 4$,$\nu_3(48)=1$,$\nu_5(48)=0$)。如果 $k$ 是若干质数的幂次的乘积,即 $k = \prod_{i=1}^j p_i^{\nu_{p_i}(k)}$(其中乘积仅包含满足 $\nu_{p_i}(k) > 0$ 的质数 $p_i$),那么:
$$ \phi(k) = \prod_{i=1}^j \left[(p_i - 1)\left(p_i^{\nu_{p_i}(k)-1}\right)\right].$$
《美国数学月刊》(Li 等人,《形如 $\phi(m^2)/\phi(n^2)$ 的正有理数》,128(2),2021 年)最近的一期证明了以下关于欧拉商的事实:对于任意一对正整数 $a$、$b$,存在唯一的一对正整数 $m$、$n$ 满足:
1. $\frac{a}{b} = \frac{\phi(m^2)}{\phi(n^2)}$;
2. 如果一个质数 $p$ 整除乘积 $mn$,则 $\nu_p(m) \neq \nu_{p}(n)$;
3. $\gcd(m,n)$ 是无平方因子的:即对于每个质数 $p$,$\gcd(m,n)$ 不被 $p^2$ 整除。
条件 2 和 3 保证了 $m$ 和 $n$ 是满足条件 1 的唯一最小正整数对。
你希望通过数值验证这一结论。编写一个程序,输入两个整数 $a$ 和 $b$,输出对应的 $m$ 和 $n$。
输入格式
输入仅有一行,包含两个以空格分隔的整数 $a$ 和 $b$($1 \leq a, b \leq 10\,000$)。这两个整数保证互质。此外,$a$ 和 $b$ 的选择会使得输出的 $m$ 和 $n$ 均小于 $2^{63}$。
输出格式
输出两个满足《美国数学月刊》定理中所有三个条件的正整数 $m$ 和 $n$,以空格分隔。保证 $m, n < 2^{63}$。
说明/提示
翻译由 DeepSeek V3 完成