首页 > 其他分享 >数论四大定理——裴蜀定理

数论四大定理——裴蜀定理

时间:2024-09-01 16:50:02浏览次数:14  
标签:小凯 数论 定理 样例 long 金币 int 裴蜀

好久不见,开学和假期天天搞csp实在没时间搞CSDN,终于抽出一点时间来写会文章了。

我们先来看一道NOIP提高组的题目

题目描述

小凯手中有两种面值的金币,两种面值均为正整数且彼此互素。每种金币小凯都有无数个。在不找零的情况下,仅凭这两种金币,有些物品他是无法准确支付的。现在小凯想知道在无法准确支付的物品中,最贵的价值是多少金币?

注意:输入数据保证存在小凯无法准确支付的商品。

输入格式

两个正整数 a 和 b,它们之间用一个空格隔开,表示小凯中金币的面值。

输出格式

一个正整数 N,表示不找零的情况下,小凯用手中的金币不能准确支付的最贵的物品的价值。

输入输出样例

输入 #1

3 7

输出 #1

11

【数据范围与约定】

对于 30% 的数据: 1≤a,b≤50。

对于 60%的数据: 1≤a,b≤10^4

对于100%的数据:1≤a,b≤10^9

10^9次方的数据范围,大家是不是觉得很难,那我们先看一下代码。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
long long a, b;
int main() {
	cin >> a >> b;
	cout << a * b - a - b;
	return 0;
}
这就AC代码啦,实际就两行,那这是怎么推出来的呢?我们先做几组样例
样例1:4 7   样例2:2 3   样例2: 5 7
我们先硬算一下
第一组 16,第二组 1,第三组23
相信有的同学已经看出来就是两数之积减两数之和,这就是在数论四大定理中的裴蜀定理基础上证明出来的。

裴蜀定理:ax+by=gcd(a,b)   该等式一定有整数解
为什么呢?
我们用更相减损证明一下
更相减损:a,b的d(最大公约数)=b,a-b的最大公约数
那b,a-b的d也等于a-b,b-(a-b)的d吗?那最后不就是我们要的x,y的解吗?
更相减损的一直减,也可与简化为辗转相除,我们来看一下简化过程。
(余的数学形式:a-a/b(整除)*b)
bx'-(a-a/b*b)y' = d (因为x,y会变,所以是x',y')
那x',y'倒退回x,y的方程只需要提取b就好了
x = y';
y = x' - a / b * y';
那这用递归实现是个倒序遍历,
一下就是代码
#include <iostream>
using namespace std;
int x, y;
void exgcd(int a, int b) {
	if (b == 0) {
		x = a;
		y = 0;//y为任意值都有解
	}
	else {
		exgcd(b, a % b);
		int x0 = x, y0 = y;
		x = y0;
		y = x0 - a / b * y0;
	}
}
int main() {
	int a, b;
	cin >> a >> b;
	exgcd(a, b);
	cout << x << ' ' << y;
	return 0;
}
返回题目
也可以转换为裴蜀定理
ax+by=1(a,b互质)  只是想,x,y不仅要是整数,还要是正整数。
我们反面思考
只有x,y都为-1是最大
在什么时候都可以凑出来呢?
在a,b最小公倍数时就可以了,两数互质,所以是a*b
那整数解最大减去负数解最大就是此题答案了
但a,b最大为10^9所以要开long long,此时你就具有AC这道NOIP提高组题目的能力啦!

标签:小凯,数论,定理,样例,long,金币,int,裴蜀
From: https://blog.csdn.net/m0_73438757/article/details/141783255

相关文章

  • 正弦定理和余弦定理
    正弦定理:\(\frac{a}{\sin\alpha}=\frac{b}{\sin\beta}=\frac{c}{\sin\gamma}\)余弦定理:\(c^2=a^2+b^2-2ab\cos\gamma\)正弦定理推导:由\(\sin\alpha=\frac{z}{c}\),\(\sin\beta=\frac{y}{c}\)得\(\frac{z}{\sin\alpha}=\frac{y}{\sin\beta}\)(1)由\(......
  • 数论分块扩展
    【OI-wiki#5805】feat(math/number-theory/sqrt-decomposition.md):增加数论分块的拓展&改动部分格式以计算含有\(\left\lfloor\sqrt{\frac{n}{d}}\right\rfloor\)的和式为例。考虑对于一个正整数\(n\),如何求出集合\[S=\left\{\left\lfloor\sqrt{\frac{n}{d}}\right\rf......
  • 数论基础
    数论基础数论函数数论函数是指这样一类函数:其定义域是正整数,值域是一个数集。定义两个数论函数的加法,为逐项相加,即\((f+g)(n)=f(n)+g(n)\)。定义数乘这个数和每一项都相乘,即\((xf)(n)=x\timesf(n)\)。常见数论函数\[1(x)=1\\\epsilon(x)=[x=1]\\id(......
  • T240829 【用Liouville定理证明代数学基本定理】
    [T240829]代数学基本定理:在复平面上次数大于\(1\)的一元多项式至少有一个零点.引理(Liouville)有界整函数\(f(z)\)必为常数.证:设\(|f(z)|\)有上界\(M\).即\(\forallz\in\C,~|f(z)|\leM\).于是由Cauchy不等式,对\(\foralla\in\C\),有\[0\le|f'(a)|\le......
  • 2.1_4 奈式准则和香农定理
    一、失真    失真是信号在传输过程中受到外界因素影响导致信号发生了扭曲和变化。主要的外界因素有宽带限制、噪音干扰、磁场干扰。失真主要分为两种情况,可识别失真(有失真但是可以识别出波形信号中的高低电平)和不可识别失真(波形严重失真,无法识别其中的高低电平)。   ......
  • CF1630F-最小割、Dilworth定理
    link:https://codeforces.com/contest/1630/problem/F给你一个由\(n\)个顶点组成的无向图,编号从\(1\)到\(n\),其中顶点\(i\)的值为\(a_i\),所有值\(a_i\)都是不同的。如果\(a_u\)整除\(a_v\),则两个顶点\(u\)和\(v\)之间存在一条边。当删除一个顶点时,也就删除了......
  • T240827【定理3.3 Cauchy积分定理的 Goursat 证明】
    [T240819]Cauchy积分定理:设\(f(z)\)在\(z\)平面上的单连通区域\(D\)内解析,\(C\)为\(D\)内的任一条周线,则\[\int_Cf(z)~\mathrmdz=0\]证:【Goursat证明】Step1:若\(C\)为\(D\)内任一三角形\(\Delta\).假设\(|\int_{\Delta}f(z)~\mathrmdz|=M\),下证......
  • python实例演示贝叶斯定理在机器学习中的应用
    贝叶斯定理是一种概率论中的基本公式,用于计算在已知条件下事件发生的概率。它的通俗解释可以理解为:当你获得新信息时,如何更新对某个事件发生概率的判断。贝叶斯定理公式贝叶斯定理的数学表达式是:P(A∣B)=P(B∣A)⋅P(A)P(B)P(A|B)=\frac{P(B|A)\cdotP(A)}{P(B)}P(A∣B)=P......
  • 乘法逆元 + 扩展欧几里得定理/算法
    数学之乘法逆元Part1:逆元是什么一个东西的逆元,就是指在一种运算/操作下能够抵消这个东西所带来影响的东东举个例子4的加法逆元就是-4​ 2在普通乘法中的逆元就是\(2^{-1}\)而乘法逆元指的是在模意义下的乘法逆元设原式为​\(1*a\equiva\modp\)那么......
  • 中国剩余定理
    中国剩余定理,想必大家都没有接触过。那它到底是什么呢?让我们来一探究竟。一、关于中国剩余定理的历史中国剩余定理,亦被称作孙子定理,是数论领域中的一颗璀璨明珠。其历史可追溯至中国古代的南北朝时期,具体可见于经典著作《孙子算经》中。这一定理为求解其提供了一高效且精妙......