青蛙的约会(扩展欧几里德)

【数论】青蛙的约会

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题目描述

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。 

 

输入

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。

 

输出

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"

 

样例输入

复制样例数据

1 2 3 4 5

样例输出

4

根据题目可以得到(x+mt)%l=(y+nt)%l(t为走过的步数)

那么就可以得到(x+mt)-(y+nt)=kl(k为整数),余数相同要么不差圈,要么差一圈,两圈....

整理得t*(n-m)-kl=x-y;

可以看到(n-m)已知,l已知,x-y已知,那么

\frac{t*gcd(n-m,l)}{x-y}*(n-m)-\frac{k*gcd(n-m,l)}{x-y}*l=gcd(n-m,l);(1)

记住t为我们要求的,根据扩展欧几里德可以求出x1=\frac{t*gcd(n-m,l)}{x-y},然后我们要求t了,

你以为t=\frac{x1*(x-y)}{gcd(n-m,l)}就够了?不信你试试样例都过不了。但是可以看出(x-y)%gcd(n-m,l) == 0才有解

可是,这不是最优解。看(1),要求得最优的t,可以在左边加上l的倍数(这样,只要l的系数剪掉点就能保持不变了),加多少倍呢,先看看t的值,t=\frac{x1*(x-y)+pl}{gcd(n-m,l)}(p为倍数),l%gcd(n-m,l) == 0这是肯定的,那么加上一倍就行了,最后取下模防止超过l。((x-y)%gcd(n-m,l)==0不代表gcd(n-m,l)%(x-y)==0,所以移项时保证值不变啊,p不能为0),如果我说的不对,望指正。。。

/**/
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

typedef long long LL;
using namespace std;

LL x, y, m, n, l;

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

int main()
{
	//freopen("in.txt", "r", stdin);
	//freopen("out.txt", "w", stdout);

	scanf("%lld %lld %lld %lld %lld", &x, &y, &m, &n, &l);
	LL dx, dy, gcd;
	ex_gcd(n - m, l, dx, dy, gcd);
	//cout << gcd << endl;
	if((x - y) % gcd) printf("Impossible\n");
	else {
		LL t = l / gcd;
		dx = (x - y) / gcd * dx;
		printf("%lld\n",  (dx % t + t) % t);
	}

	return 0;
}
/**/

 

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