两只青蛙在网上相识了,它们聊得很开心,于是觉得很有必要见一面。它们很高兴地发现它们住在同一条纬度线上,于是它们约定各自朝西跳,直到碰面为止。可是它们出发之前忘记了一件很重要的事情,既没有问清楚对方的特征,也没有约定见面的具体位置。不过青蛙们都是很乐观的,它们觉得只要一直朝着某个方向跳下去,总能碰到对方的。但是除非这两只青蛙在同一时间跳到同一点上,不然是永远都不可能碰面的。为了帮助这两只乐观的青蛙,你被要求写一个程序来判断这两只青蛙是否能够碰面,会在什么时候碰面。
我们把这两只青蛙分别叫做青蛙A和青蛙B,并且规定纬度线上东经0度处为原点,由东往西为正方向,单位长度1米,这样我们就得到了一条首尾相接的数轴。设青蛙A的出发点坐标是x,青蛙B的出发点坐标是y。青蛙A一次能跳m米,青蛙B一次能跳n米,两只青蛙跳一次所花费的时间相同。纬度线总长L米。现在要你求出它们跳了几次以后才会碰面。
我们把这两只青蛙分别叫做青蛙A和青蛙B,并且规定纬度线上东经0度处为原点,由东往西为正方向,单位长度1米,这样我们就得到了一条首尾相接的数轴。设青蛙A的出发点坐标是x,青蛙B的出发点坐标是y。青蛙A一次能跳m米,青蛙B一次能跳n米,两只青蛙跳一次所花费的时间相同。纬度线总长L米。现在要你求出它们跳了几次以后才会碰面。
Input
输入只包括一行5个整数x,y,m,n,L,其中x≠y < 2000000000,0 < m、n < 2000000000,0 < L < 2100000000。
Output
输出碰面所需要的跳跃次数,如果永远不可能碰面则输出一行"Impossible"
Sample Input
1 2 3 4 5
Sample Output
4
-1s
思路:扩展欧几里德,跳一次花费时间相同,说明跳的次数一样,相遇满足条件x+mt与y+nt对L同余,即:x+mt=y+nt+kL
即:(m-n)t-kL=y-x,t与k是未知数,a=m-n, b=-k,带入扩展欧几里德,得到gcd(a,b),若gcd(a,b)|y-x,则有解,否则无解
算出来的t,k是方程的一个特解,相当于at+bk=gcd(a,b),先将t*=(y-x)/gcd(a,b),再根据找最小解的情况解出答案即可
如何进行:
两个方程:
ax+by=gcd(a,b)
ax0+by0=gcd(a,b)
两式相减, 有 a(x-x0) = b(y0-y)
同除gcd(a,b), a/gcd(a,b)与b/gcd(a,b)互质,所以 b|x-x0, y同理, 又因为x与y相加满足(1)式,相当于一个增大一个减小
得到:
x = x0 + t * b/gcd(a,b)
y = y0 - t * a/gcd(a,b)
参考博客:https://www.cnblogs.com/caibingxu/p/10850664.html
本题代码:
typedef long long LL; void ex_gcd(LL a, LL b, LL &x, LL &y, LL &d) { if(!b) { d = a, x = 1, y = 0; } else { ex_gcd(b, a%b, y, x, d); y -= (a/b)*x; } } int main(){ LL x, y, m, n, L, ansx, ansy, d; scanf("%lld%lld%lld%lld%lld", &x, &y, &m, &n, &L); ex_gcd(m-n, -L, ansx, ansy, d); if((y-x) % d != 0) { printf("Impossible "); return 0; } LL A = -L / d; ansx *= (y-x)/d; ansx = (ansx % A + A)%A; printf("%lld ", ansx); return 0; }
注意所求的最小解是大于0的,需要判断一下