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数学数论专项练习 day 60

时间:2024-10-24 19:09:14浏览次数:1  
标签:Fib le frac gcd 数论 可以 60 day equiv

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A

显然只需要考虑质因子。

首先 \(k\) 只有一个质因子可以特判,有两个可以 exgcd

有三个及其以上那么最小的一个 \(\le 10^5\),同余最短路即可。

B

考虑一个序列 $\lbrace x|x=a_ib_i^t,t\in \mathbb{N}\rbrace $,对于一个质因子提出了怎样的限制?

设 \(a_i,b_i\) 在质因数 \(p\) 的指数分别是 \(c_{i,p},d_{i,p}\)

则 Ans 设为 \(\prod p_i^{r_i}\)

必然有对于每个 \(p\),有:

  1. \(\forall i,c_{i,p}\le r_p\)

  2. \(\forall i,r_p\equiv c_{i,p}(\bmod d_{i,p})\)

  3. \(\exists k,\forall p,r_p=c_{i,p}+k·d_{i,p}\)

    也就是要求 \(b\) 的指数相同

    等价于:

    \(\forall p_1,p_2,i,d_{i,p}>0,\frac{r_{p_1}-c_{i,p_1}}{d_{i,p_1}}=\frac{r_{p_2}-c_{i,p_2}}{d_{i,p_2}}\)

限制条件 \(2\) 应当是可解的,会得到一个 \(r_p\equiv h_p(\bmod m_p)\),限制条件 \(1\) 可以通过调整下界来满足

但是限制条件 \(3\) 就有一点那个

其实可以通过 \(h_p,m_p\) 来反过来对 \(a_ib_i^{k_i}\) 中的 \(k_i\) 提出限制。

类如 \(k_i\equiv x_i(\bmod t_i)\) 这种东西,其实也就是最初的 \(h_p\) 给出的限制,还有后面的 \(m_p\) 给出的限制,这是一个 \(p\) 给一个序列的限制,一个序列的 \(k\) 可以由这些线性同余方程组解出来

解出来之后呢,由于每个 \(k_i\) 是独立的,但是我们要求最终的解答是一样的,所以每个 \(k_i\) 可以通过质因子建立一些关系,这显然也是丢番图方程

嗯貌似可以高斯消元

然后取一组最小的解出来就好了

太TMD扯淡了这个题写起来

\(n\le 100?\)

C

硬算指定死,不过因为 \(C\le 10^6\),所以可以处理出两个区间每个数字的出现次数,这可以暴力找循环节。注意循环节前面还有一段未进入循环节的部分

而且有 \(\frac{p}{q}+\frac{q}{p}\) 由于呈现倒数关系所以值最大是 \(C+1\)。

考虑设 \(f(x,y)=\frac{x}{y}+\frac{y}{x}\),考虑求解 \(\sum[\lceil f(x_i,y_i)\rceil \ge k]\)

考虑到这玩意是对勾函数,那么对于一个 \(x_i\) 而言是可以利用二次函数解出一段区间的

现在还是 \(O(C^2)\),考虑优化

注意到对勾函数存在分界点,也就是 \(x=y\) 的时候,不妨钦定 \(x<y\),枚举 \(x\),则这个对勾函数随着 \(y\) 增加而增加,最多取到 \(\frac{C}{y}\),所以是调和级数复杂度。

D

首先 \(\gcd a_i\) 的肯定是解,然后根据欧拉定理显然不存在大于 \(n\) 的质数符合条件了

那么考虑枚举 \(\le n\) 的质数,利用欧拉定理将其变为 \(p-1\) 阶多项式后判断系数模 \(p\) 是否是全零,同时需要有 \(p|a_0\)。

这东西疑似充要

E

显然可以等效为 \(aFib_n+bFib_{n+1}\equiv 0(\bmod m)\)

自然地除掉 \(\gcd(a,b,m)\) 同时 \(b\) 进行移项,变为 \(a',b',m'\),则有:

\[a'Fib_n\equiv b'Fib_{n+1}(\bmod m'),\gcd(a',b',m')=1 \]

也就相当于 \(a'Fib_n=b'Fib_{n+1}+km'\)。

同时除掉 \(\gcd(a',m')\) 显然也成立,这就要求 \(\gcd(a',m')|b’Fib_{n+1},\gcd(a',b',m')=1\implies \gcd(a',m')|Fib_{n+1}\)。

类似地,也可以得出 \(\gcd(b',m')|Fib_n\),又因为有 \(\gcd(Fib_n,Fib_{n+1})=1\),所以类似有 \(\gcd(Fib_n,m')|b',\gcd(Fib_{n+1},m')|a'\)

则有:\(\gcd(Fib_{n+1},m')|a',\gcd(a',m')|Fib_{n+1}\implies \gcd(Fib_{n+1},m')=\gcd(a',Fib_{n+1},m')\)

类似地可以有 \(\gcd(Fib_{n+1},m')=\gcd(a',m')\)

也有 \(\gcd(Fib_n,m')=\gcd(b',m')\)

不妨设 \(x=\gcd(Fib_n,m'),y=\gcd(Fib_{n+1},m')\)

则显然有 \(\gcd(x,y)=1\),且 \((xy)|m',y|(a'Fib_n),x|(b'Fib_{n+1})\)

所以给原同余式整体除掉 \(xy\) 是可以的,且除掉之后所有数字就互质了

互质就可以求逆元了,同时也说明了 \((\frac{a'}{y},\frac{b'}{x},\frac{m'}{xy})\) 与 \((\frac{Fib_{n+1}}{x},\frac{Fib_n}{y},\frac{m'}{xy})\) 是对应的,因为可以互推。

注意到后面的三元组个数与 \(m\) 的约数和同阶(显然 \(Fib\) 数列循环节长度与模数同阶,手玩易证)

可以暴力处理出来直接哈希表/map 回答询问即可。

F

显然你三个方向两个向外一个向内,所以向外的状态向向内的状态连边,则可以变成一颗二叉树,而原题等价于问两个点之间的距离,显然我们只需要求出 deplca 即可。

可以考虑倍增,显然我们可以在类似辗转相除法地计算 \(k\) 级祖先,这就好了

标签:Fib,le,frac,gcd,数论,可以,60,day,equiv
From: https://www.cnblogs.com/spdarkle/p/18500263

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