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天道合音
题目背景
在万物初开的洪荒时代,宇宙的稳定由一种名为“天道之力”的能量维系。相传,当年的天道总值为 n。此力可一分为三,化为“阳”、“阴”、“和”三股气息,其力值分别为 a、b、c。这三股气息必须源于同宗,故其力值之和恒为天道总值 n。
神兽“灵羊”受天命所托,需推演宇宙和谐之道的总纲。它发现,任意一组三气息的和谐度,取决于一种玄妙的“合音”值。计算此值,需先取“阳”与“阴”二气之力 a 与 b,求其“本源共通之力”,再将此共通之力与“和”气之力 c 相融,求其“最小谐振周期”。
灵羊的任务,便是遍历所有可能的三气息组合,将其“合音”值累加,最终求得代表宇宙总和谐度的神圣数值。
题目描述
令天道总值为整数 n。
-
三元气息组:一个“三元气息组”是一个有序正整数三元组 (a,b,c),满足 a,b,c∈Z+ 且 a+b+c=n。
-
本源共通之力:对于气息组中的 a 和 b,其“本源共通之力”定义为它们的最大公约数。
g=gcd(a,b)
-
合音值:对于一个三元气息组 (a,b,c),其“合音值”定义为“和”气之力 c 与“本源共通之力” g 的最小公倍数。
$V(a, b, c) = \operatorname{lcm}(c, g) = \operatorname{lcm}(c, \gcd(a, b))$
-
宇宙总和谐度:此值是所有可能的三元气息组的“合音值”之和。由于结果可能极大,需对 109+7 取模。
目标
给定天道总值 n,计算宇宙总和谐度。其数学表达式为:
$$\text{宇宙总和谐度} = \left( \sum_{a,b,c \in \mathbb{Z}^+ \atop a+b+c=n} \operatorname{lcm}(c, \gcd(a, b)) \right) \pmod{10^9 + 7}
$$
输入格式
输入一个整数 n (3≤n≤105),代表天道总值。
输出格式
输出一个整数,代表模 109+7 后的宇宙总和谐度。
样例分析
样例 #1
输入
5
输出
11
解释: 当天道总值 n=5 时,存在以下 6 个三元气息组:
- (1,1,3): $\operatorname{lcm}(3, \gcd(1,1)) = \operatorname{lcm}(3,1) = 3$
- (1,2,2): $\operatorname{lcm}(2, \gcd(1,2)) = \operatorname{lcm}(2,1) = 2$
- (1,3,1): $\operatorname{lcm}(1, \gcd(1,3)) = \operatorname{lcm}(1,1) = 1$
- (2,1,2): $\operatorname{lcm}(2, \gcd(2,1)) = \operatorname{lcm}(2,1) = 2$
- (2,2,1): $\operatorname{lcm}(1, \gcd(2,2)) = \operatorname{lcm}(1,2) = 2$
- (3,1,1): $\operatorname{lcm}(1, \gcd(3,1)) = \operatorname{lcm}(1,1) = 1$
宇宙总和谐度为 3+2+1+2+2+1=11。
样例 #2
输入
7
输出
42
解释: 当天道总值 n=7 时,存在 15 个可能的三元气息组。将它们的合音值相加:
- 对于 c=1, a+b=6:
- (1,5,1) -> lcm(1,gcd(1,5))=1
- (2,4,1) -> lcm(1,gcd(2,4))=2
- (3,3,1) -> lcm(1,gcd(3,3))=3
(4,2,1)
-> lcm(1,gcd(4,2))=2
(5,1,1)
-> lcm(1,gcd(5,1))=1
- 小计: 1+2+3+2+1=9
- 对于 c=2, a+b=5:
(1,4,2)
-> lcm(2,gcd(1,4))=2
(2,3,2)
-> lcm(2,gcd(2,3))=2
(3,2,2)
-> lcm(2,gcd(3,2))=2
(4,1,2)
-> lcm(2,gcd(4,1))=2
- 小计: 2+2+2+2=8
- 对于 c=3, a+b=4:
(1,3,3)
-> lcm(3,gcd(1,3))=3
(2,2,3)
-> lcm(3,gcd(2,2))=6
(3,1,3)
-> lcm(3,gcd(3,1))=3
- 小计: 3+6+3=12
- 对于 c=4, a+b=3:
(1,2,4)
-> lcm(4,gcd(1,2))=4
(2,1,4)
-> lcm(4,gcd(2,1))=4
- 小计: 4+4=8
- 对于 c=5, a+b=2:
(1,1,5)
-> lcm(5,gcd(1,1))=5
- 小计: 5
宇宙总和谐度为 9+8+12+8+5=42。
样例 #3
输入
57132
输出
502291108