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  • acm数论之旅---扩展欧几里得算法

    度娘百科说:

    首先, ax+by = gcd(a, b) 这个公式肯定有解 (( •̀∀•́ )她说根据数论中的相关定理可以证明,反正我信了)

    所以 ax+by = gcd(a, b) * k 也肯定有解 (废话,把x和y乘k倍就好了)

    所以,这个公式我们写作ax+by = d,(gcd(a, b) | d)

    gcd(a, b) | d,表示d能整除gcd,这个符号在数学上经常见

    那么已知 a,b 求 一组解 x,y 满足 ax+by = gcd(a, b) 这个公式

    复制代码
     1 #include<cstdio>
     2 typedef long long LL;
     3 void extend_Eulid(LL a, LL b, LL &x, LL &y, LL &d){
     4     if (!b) {d = a, x = 1, y = 0;}
     5     else{
     6         extend_Eulid(b, a % b, y, x, d);
     7         y -= x * (a / b);
     8     }
     9 }
    10 int main(){
    11     LL a, b, d, x, y;
    12     while(~scanf("%lld%lld", &a, &b)){
    13         extend_Eulid(a, b, x, y, d);
    14         printf("%lld*a + %lld*b = %lld
    ", x, y, d);
    15     }
    16 }
    复制代码

    有些人喜欢极度简化,这是病,得治(,,• ₃ •,,)比如在下

    1 void ex_gcd(LL a, LL b, LL &d, LL &x, LL &y){
    2     if(!b){d = a; x = 1; y = 0;}
    3     else{ex_gcd(b, a%b, d, y, x); y -= x*(a/b);}
    4 } 

    连名字都简化了。。。

    在数论中,线性 同余方程是最基本的同余方程,“线性”表示方程的未知数次数是一次,即形如:

    ax≡b (mod n)的方程。此方程有解当且仅当 b 能够被 a 与 n 的 最大公约数整除(记作 gcd(a,n) | b)。这时,如果 x0 是方程的一个解,那么所有的解可以表示为:

    {x0+kn/d|(k∈z)}

    其中 d 是a 与 n 的 最大公约数。在模 n 的完全剩余系 {0,1,…,n-1} 中,恰有 d 个解。

    青蛙的约会
    Time Limit: 1000MS   Memory Limit: 10000K
    Total Submissions: 96066   Accepted: 17907
    Description

    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。 
    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
    https://blog.csdn.net/wust_zjx/article/details/46842021

    https://blog.csdn.net/loi_dqs/article/details/49488851

    https://blog.csdn.net/zhaiqiming2010/article/details/68133678

    2例子

    编辑

    * 在方程

    3x ≡ 2 (mod 6)

    中, d = gcd(3,6) = 3 ,3 不整除 2,因此方程无解。

    * 在方程

    5x ≡ 2 (mod 6)

    中, d = gcd(5,6) = 1,1 整除 2,因此方程在{0,1,2,3,4,5} 中恰有一个解: x=4。

    * 在方程

    4x ≡ 2 (mod 6)

    中, d = gcd(4,6) = 2,2 整除 2,因此方程在{0,1,2,3,4,5} 中恰有两个解: x=2 and x=5。

    3求特殊解

    编辑

    对于线性 同余方程

    ax ≡ b (mod n) (1)

    若 d = gcd(a, n),d 整除 b ,那么b/d为整数。由 裴蜀定理,存在整数对 (r,s) (可用 辗转相除法求得)使得 ar+sn=d,因此 x0=rb/d是方程 (1) 的一个解。其他的解都关于n/d与 x 同余。即x≡x0+(n/d)*t (mod n) (0≤t≤d-1)。

    举例来说,方程

    12x ≡ 20 (mod 28)

    中 d = gcd(12,28) = 4 。注意到 4 = 12 *(-2)+28*1,因此 x0≡5*(-2)≡-10≡4(mod 7)是一个解。对模 28 来说,t=1,x≡4+(28/4)*1≡11 (mod 28);t=2,x≡4+(28/4)*2≡18 (mod 28);t=3,x≡4+(28/4)*3≡25 (mod 28) 。所有的解就是 {4,11,18,25} 。

    4线性同余方程组

    编辑

    线性 同余方程组的求解可以分解为求若干个线性同余方程。比如,对于线性 同余方程组:

    2x ≡ 2 (mod 6)

    3x ≡ 2 (mod 7)

    2x ≡ 4 (mod 8)

    首先求解第一个方程,得到x ≡ 1 (mod 3),于是令x = 3k + 1,第二个方程就变为:

    9k ≡ −1 (mod 7)

    解得k ≡ 3 (mod 7)。于是,再令k = 7l + 3,第三个方程就可以化为:

    42l ≡ −16 (mod 8)

    解出:l ≡ 0 (mod 4),即 l = 4m。代入原来的表达式就有 x = 21(4m) + 10 = 84m + 10,即解为:

    x ≡ 10 (mod 84)

    对于一般情况下是否有解,以及解得情况,则需用到 数论中的中国剩余定理

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/downrainsun/p/9787788.html
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