HDU6835 Divisibility(数论/思维)

Problem Description

You are given two 10-based integers b and x, and you are required to determine the following proposition is true or false:

For arbitrary b-based positive integer \(y=\overline{c_1c_2c_3...c_n}\)(\(c_i\)is the i-th dight from left of y), define \(f(y)=\Sigma^n_{i=1}c_i\), if \(f(f(...f(y)...))\) can be divided by x, then y can be divided by x, otherwise y can't be divided by x.

Input

The first line contains a 10-based integer t (1≤t\(10^5\)) — the number of test cases.

For each test case, there is a single line containing two 10-based integers b and x (2≤b,x\(10^{18}\)).

Output

For each test case, if the proposition is true, print "T", otherwise print "F" (without quotes).

Sample Input

1
10 3

Sample Output

T

这道题的题面翻译一下,就是在什么情况下,对于b进制数x以及任意b进制数y,y的各位数字的和能被x整除可以推出y能被x整除;y的各位数字的和不能被x整除可以推出y不能被x整除。

题解直接放了结论出来:\(b\equiv1(mod\ x)\)。但这个是怎么来的呢?不妨把y这个数写出来:\(y=c_1b^{n-1}+c_2b^{n-2}+...+c_nb^0\),会发现其实这是一个自变量为b的多项式的值。由同余的性质:若\(a\equiv b(mod\ m)\),则\(f(a)\equiv f(b)(mod \ m)\),其中\(f(x)\)为整系数的一元多项式。因此如果令上式中a为1,b为题目中的b,那么可以由\(b\equiv 1(mod \ x)\)推出\(y=c_1b^{n-1}+c_2b^{n-2}+...+c_nb^0\equiv\ c_1+c_2+...+c_n(mod\ x)\),而\(c_1+c_2+...+c_n\)就是翻译过来的题面里的y的各位数字的和。

上面只是大体思路,具体证明见官方题解:

原命题等价于:对于任意的 \(b\) 进制正整数 \(y = \overline{c_1 c_2 \cdots c_n}\),如果 \(c_1 + c_2 + \cdots + c_n \equiv 0 \pmod{x}\),那么 \(y \equiv 0 \pmod{x}\),否则 \(y \not\equiv 0 \pmod{x}\)

上述命题成立当且仅当 \(b \equiv 1 \pmod{x}\)

证明:

  • \(b \equiv 1 \pmod{x}\) 时,有 \(y \equiv c_1 b^{n-1} + c_2 b^{n-2} + \cdots + c_n b^0 \equiv c_1 + c_2 + \cdots + c_n \pmod{x}\),于是上述命题成立。
  • \(b \not\equiv 1 \pmod{x}\) 时,假设上述命题成立,有:
    • \(x \leq b\),令 \(y = 1 \cdot b^1 + (x-1) b^0\),则应有 \(y \equiv b + x - 1 \equiv 0 \pmod{x}\),即 \(b \equiv 1 \pmod{x}\),但此时 \(b \not\equiv 1 \pmod{x}\),出现矛盾,于是上述命题不成立。
    • \(x > b\),令 \(y = x = \overline{c_1 c_2 \cdots c_n}\),显然 \(c_1 + c_2 + \cdots + c_n \not\equiv 0 \pmod{x}\),于是 \(y \not\equiv 0 \pmod{x}\),但 \(y \equiv 0 \pmod{x}\),出现矛盾,于是上述命题不成立。

综上,上述命题成立当且仅当 \(b \equiv 1 \pmod{x}\)

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