素数筛与 Stripping Lemma 与欧拉 φ 与 Carmichael λ

共 20 题
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1. Euler φ 与 Möbius 反演在组合数论的应用。

A 从约数/倍数的计数还原互素的计数 ✓ 正确答案
B 直接求素数个数
C 求最大公约数
D 求最小公倍数
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2. 线性筛求最小质因子(spf)中每个合数只被最小质因子筛一次,如何用 spf 实现 O(log n) 质因数分解

A 每个合数只被其最小质因子筛一次,且遍历 p≤spf[x] 即停 ✓ 正确答案
B 用位运算
C 每个合数被所有质因子筛
D 只筛偶数
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3. 埃氏筛(Sieve of Eratosthenes)的复杂度为什么是 O(n log log n),从每个素数 p 标记 n/p 个倍数求和推导?

A n^2
B n log log n ✓ 正确答案
C n log n
D n
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4. Atkin 筛(Sieved by quadratic forms)的优势与边界。

A O(n log log n)
B O(n/log log n) ✓ 正确答案
C O(n^2)
D O(n log n)
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5. 线性筛(Euler sieve)的 O(n) 时间复杂度证明。

A 用位运算加速
B 每个合数只被其最小质因子筛一次 ✓ 正确答案
C 只筛奇数
D 用哈希表
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6. Carmichael λ 的分段计算中λ(p^k) 与 λ(2^k) 的特例(k≥3 时减半),如何由分解结果求整体 λ(n)

A φ(2^k)
B 1
C 2^{k-1}
D 2^{k-2} ✓ 正确答案
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7. 扩展欧拉定理降幂中 b 巨大时 a^b mod m 如何按 b 与 φ(m) 的大小关系分支处理

A b
B b mod φ(m) + φ(m) ✓ 正确答案
C b mod φ(m)
D φ(m)
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8. Stripping Lemma 在区间素数筛的工程应用中分段筛。

A 只需预筛 √R 以内的素数 ✓ 正确答案
B 标记整个区间
C 用 FFT
D 用线性筛
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9. Carmichael λ 在 PKCS#1 v2.2 的 RSA-CRT 工程应用。

A q
B p
C λ(n) ✓ 正确答案
D n
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10. Euler φ 函数在乘法群 (Z/nZ)* 的阶数与群论意义。

A n
B λ(n)
C n/2
D φ(n) ✓ 正确答案
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11. 欧拉 φ 函数与 Carmichael λ 函数的定义差异与关系?

A λ(n) > φ(n)
B λ(n) 整除 φ(n) ✓ 正确答案
C λ(n) = φ(n) 恒成立
D 无关
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12. 欧拉定理与 Carmichael 定理在 RSA、原根判定中的典型应用?

A q
B φ(n) 或 λ(n) ✓ 正确答案
C n
D p
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13. 计算欧拉 φ 有哪些常见误区(分解质因数、特殊情况)?

A p^{k-1}(p-1) ✓ 正确答案
B p^k - 1
C p^k
D p^k - p
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14. 线性筛(欧拉筛)的原理中为什么每个合数恰好被其最小质因子筛除一次?

A p < spf[i]
B p > spf[i] ✓ 正确答案
C i > n
D p > i
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15. 区间筛(分段筛)如何求 [L,R] 内所有素数,为什么只需预筛根号 R 以内的素数,标记区间时的偏移映射?

A 区间内合数必有 ≤ √R 的素因子 ✓ 正确答案
B 大素数不重要
C 内存限制
D 素数定理
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16. 欧拉 φ 函数的性质中积性、p^k 情形与快速求解?

A a > b
B gcd(a,b)=1 ✓ 正确答案
C a 是素数
D 任意 a,b
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17. 欧拉函数 φ(n) 与线性筛中如何在筛质数时同步计算 1..n 的所有 φ 值?

A φ[i]
B φ[i]·p ✓ 正确答案
C φ[i]·(p-1)
D φ[i]·(p+1)
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18. 欧拉定理与 Carmichael 函数中 a^φ(n)≡1 与 a^λ(n)≡1 的应用差异?

A λ(n) 是使 a^λ(n)≡1 的最小指数,且 λ(n) | φ(n) ✓ 正确答案
B λ(n) 对非互素 a 也成立
C λ(n) > φ(n)
D λ(n) = φ(n) 恒成立
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19. 线性筛与欧拉函数中如何在筛素数时同步计算 φ 值?

A O(n log n)
B O(n^2)
C O(n) ✓ 正确答案
D O(√n)
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20. 素数定理的应用中π(n) ≈ n/ln n 如何指导筛法上限与 Miller-Rabin 随机候选的期望步数

A 1/2
B 2/ln n ✓ 正确答案
C ln n
D 1/ln n