けんちょんの競プロ精進記録

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AtCoder ARC 167 B - Product of Divisors (水色, 500 点)

面白かった!

問題概要

 2 以上の整数  A と非負整数  B が与えられる。

 A^{B} の正の約数の総積が  A で最大何回割れるかを 998244353 で割った余りで求めよ。

制約

  •  2 \le A \le 10^{12}
  •  0 \le B \le 10^{18}

考えたこと

一般に、2 以上の整数  N の正の約数の総積は、 N の約数の個数を  \sigma(N) とすると


 N^{\frac{\sigma(N)}{2}}


となる。たとえば、24 の約数 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 について、逆順にならべて互い違いにかけると (等差数列の和と同じ要領)

  •  1 \times 24 = 24
  •  2 \times 12 = 24
  •  3 \times 8 = 24
  •  4 \times 6 = 24
  •  8  \times 3 = 24
  •  12 \times 2 = 24
  •  24 \times 1 = 24

となる。よって、 24 の正の約数の総積は、 24 24 の約数の個数だけかけて、平方根をとったものとなる。

このことを踏まえると、

  •  A を素因数分解して  A = p_{1}^{e_{1}}p_{2}^{e_{2}} \dots p_{K}^{e_{K}} とする
  • このとき、 A^{B} の約数の個数は  (B e_{1}+1)(B e_{2} + 1) \dots (B e_{K} + 1) となる
  • よって、 A^{B} の正の約数の総積は次のようになる。

 \displaystyle A^{\frac{B(B e_{1}+1)(B e_{2} + 1) \dots (B e_{K} + 1)}{2}}


よって、答えは

 \displaystyle \lfloor \frac{B(B e_{1}+1)(B e_{2} + 1) \dots (B e_{K} + 1)}{2} \rfloor

となる。

コード

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// modint
template<int MOD> struct Fp {
    // inner value
    long long val;
    
    // constructor
    constexpr Fp() : val(0) { }
    constexpr Fp(long long v) : val(v % MOD) {
        if (val < 0) val += MOD;
    }
    constexpr long long get() const { return val; }
    constexpr int get_mod() const { return MOD; }
    
    // arithmetic operators
    constexpr Fp operator + () const { return Fp(*this); }
    constexpr Fp operator - () const { return Fp(0) - Fp(*this); }
    constexpr Fp operator + (const Fp &r) const { return Fp(*this) += r; }
    constexpr Fp operator - (const Fp &r) const { return Fp(*this) -= r; }
    constexpr Fp operator * (const Fp &r) const { return Fp(*this) *= r; }
    constexpr Fp operator / (const Fp &r) const { return Fp(*this) /= r; }
    constexpr Fp& operator += (const Fp &r) {
        val += r.val;
        if (val >= MOD) val -= MOD;
        return *this;
    }
    constexpr Fp& operator -= (const Fp &r) {
        val -= r.val;
        if (val < 0) val += MOD;
        return *this;
    }
    constexpr Fp& operator *= (const Fp &r) {
        val = val * r.val % MOD;
        return *this;
    }
    constexpr Fp& operator /= (const Fp &r) {
        long long a = r.val, b = MOD, u = 1, v = 0;
        while (b) {
            long long t = a / b;
            a -= t * b, swap(a, b);
            u -= t * v, swap(u, v);
        }
        val = val * u % MOD;
        if (val < 0) val += MOD;
        return *this;
    }
    constexpr Fp pow(long long n) const {
        Fp res(1), mul(*this);
        while (n > 0) {
            if (n & 1) res *= mul;
            mul *= mul;
            n >>= 1;
        }
        return res;
    }
    constexpr Fp inv() const {
        Fp res(1), div(*this);
        return res / div;
    }

    // other operators
    constexpr bool operator == (const Fp &r) const {
        return this->val == r.val;
    }
    constexpr bool operator != (const Fp &r) const {
        return this->val != r.val;
    }
    constexpr Fp& operator ++ () {
        ++val;
        if (val >= MOD) val -= MOD;
        return *this;
    }
    constexpr Fp& operator -- () {
        if (val == 0) val += MOD;
        --val;
        return *this;
    }
    constexpr Fp operator ++ (int) const {
        Fp res = *this;
        ++*this;
        return res;
    }
    constexpr Fp operator -- (int) const {
        Fp res = *this;
        --*this;
        return res;
    }
    friend constexpr istream& operator >> (istream &is, Fp<MOD> &x) {
        is >> x.val;
        x.val %= MOD;
        if (x.val < 0) x.val += MOD;
        return is;
    }
    friend constexpr ostream& operator << (ostream &os, const Fp<MOD> &x) {
        return os << x.val;
    }
    friend constexpr Fp<MOD> pow(const Fp<MOD> &r, long long n) {
        return r.pow(n);
    }
    friend constexpr Fp<MOD> inv(const Fp<MOD> &r) {
        return r.inv();
    }
};

vector<pair<long long, long long> > prime_factorize(long long n) {
    vector<pair<long long, long long> > res;
    for (long long p = 2; p * p <= n; ++p) {
        if (n % p != 0) continue;
        int num = 0;
        while (n % p == 0) { ++num; n /= p; }
        res.push_back(make_pair(p, num));
    }
    if (n != 1) res.push_back(make_pair(n, 1));
    return res;
}

const int MOD = 998244353;
using mint = Fp<MOD>;

int main() {
    long long A, B;
    cin >> A >> B;
    const auto &pf = prime_factorize(A);
    
    bool even = false;
    if (B % 2 == 0) even = true;
    
    mint res = mint(B);
    for (auto [p, e] : pf) {
        if (e % 2 == 1) even = true;
        res *= mint(e) * B + 1;
    }
    
    //COUT(pf); COUT(even); COUT(res);
    
    if (even) res = res / 2;
    else res = (res - 1) / 2;
    cout << res << endl;
}