poj1006 Biorhythms<中国剩余定理>

链接：http://poj.org/problem?id=1006

 

本题的主要知识点为： 中国剩余定理 

中国剩余定理是指若有一些两两互素的整数 ，则对任意的整数：，以下联立同余方程组对模  有公解， 即：

 

经典例题就是韩信点兵了，韩信带2300左右名兵士打仗，战死四五百人，站3人一排，多出2人；站5人一排，多出3人；站7人一排，多出6人。韩信马上说出人数。

把问题简化为：已知 n%3=2,  n%5=3,  n%7=2,  求n。

因为n%3=2, n%5=3, n%7=2 且 3，5，7互质 （互质可以直接得到这三个数的最小公倍数）

令x= n%3=2 ， y= n%5=3 ，z= n%7=2

　　　　使5×7×a被3除余1，有35×2=70，即a=2；

　　　　使3×7×b被5除余1，用21×1=21，即b=1； 

        使3×5×c被7除余1，用15×1=15，即c=1。 

那么n =（70×x+21×y+15×z）%lcm(3,5,7) = 23 这是n的最小解

而韩信已知士兵人数在2300~2400之间，所以只需要n+i×lcm(3,5,7)就得到了2333，此时i=22。

形式化解释：

            假设x是那个未知数，而除3，5，7后的余数分别为r1，r2，r3。因此有 

               x≡r1(mod 3) 

               x≡r2(mod 5) 

               x≡r3(mod 7) 

 （定理：如果 a%b=c，那么 (a*k)%b=kc (k为大于零的整数)）

 

 第一步：就是找除了r[i]之外的所有余数r[j](j≠i)的乘积（最小公倍数）；

 

 第二步：在求n1，n2，n3时又用了一个小技巧，以n1为例，并非从5和7的公倍数中直接找一个除以3余2的数，而是先找一个除以3余1的数，再乘以2。

 

 第三步：n1+n2+n3只是问题的一个解，并不是最小的解，故最小解应是该解的等价类。

 

注：中国剩余定理的思想在于先找到一个满足条件的数，不管是不是最小的，如果不是最小的就不断减公倍数，中国剩余定理的巧妙在于把满足条件的数分成三个部分相加。

 

 

#include <stdio.h>
// 23 28 33
int main( ) 
{
    int p, e, i, d,t=1;
    while( scanf( "%d%d%d%d", &p, &e, &i, &d )==4 )
    {
        if( p==-1 && e==-1 && i==-1 && d==-1 )break;
        int lcm=21252;  // lcm(23,28,33)
        int n=(p*5544+e*14421+1288*i-d+lcm)%lcm;// (28*33)*a%23==1 (23*33*b)%28==1  (23*28*c)%33==1
        if( n==0 )n=lcm;
        printf( "Case %d: the next triple peak occurs in %d days.\n", t++, n );
    }
    return 0;
}