LCM Walk (HDU - 5584,简单数论)
发布日期:2021-05-04 06:49:49 浏览次数:29 分类:精选文章

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一.题目链接

二.题目大意:

frog 从 (sx, sy) 出发.

每次可以从 (x, y) 走到 (x + lcm(x, y), y) 或 (x, y + lcm(x, y)).

现给出终点 (ex, ey),求可能起点的个数.

三.分析:

结论:

路径唯一

证明:

\because lcm(x, y) \geq max(x, y)

\therefore x + lcm(x, y) \geq y \; || \; y + lcm(x, y) \geq x

因此:如果 x > y,则  (x, y) == (x' + lcm(x', y'), y') ; x < y 时同理.

所以当前的点唯一确定上一步的点.

所以路径唯一.

由上述证明可知上一个点唯一,现逆推上一个点的坐标.

假设当前点为 (x, y),设 k == gcd(x, y)

则 x == nk, y == mk, 其中,gcd(n, m) == 1.

则 lcm(x, y) == xy / gcd == nk * mk / k == nmk.

若下一步增加 x,则坐标变为 (x + lcm(x, y), y)

即 (nk + nmk, mk) == ((m + 1)nk, mk),其中,gcd((m + 1)n, m) == 1.

所以,gcd(x + lcm(x, y), y) == gcd(x, y) == k.

所以

若 x > y,设 x == (m + 1)nk, y == mk

则,上一个点的坐标为

(nk, mk)

== (x / (m + 1), y)

== (x / (y / k + 1), y)

现讨论结束条件

若存在前一个点 (nk, mk),则当前点为 ((m + 1)nk, mk) == ((mk + k)n, mk) == ((y + k)n, mk)

所以当前 x 应为 y + k 的整数倍.

四.代码实现:

#include 
using namespace std;int gcd(int a, int b){ return b ? gcd(b, a % b) : a;}int main(){ int T; scanf("%d", &T); for(int ca = 1; ca <= T; ++ca) { int x, y, p; scanf("%d %d", &x, &y); if(x < y) swap(x, y); int cnt = 1, k = gcd(x, y); while(x % (y + k) == 0) { cnt++; x = x / (y / k + 1); if(x < y) swap(x, y); } printf("Case #%d: %d\n", ca, cnt); } return 0;}

 

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