中国剩余定理(孙子定理)

孙子定理:

大意:

 

孙子算经里有这样一个问题:“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?

翻译成现在的数学问题就是 x%3 == 2x%5 == 3x%7 ==  2,的值;

遇到这这样一个问题很多C语言初学者不禁会想到用暴力可以算出来,还要这样一个定理干嘛?

如果数据相当大呢?计算机就会计算相当困难。然而这个问题早早的就被孙子解决了。

 求出3,5,7 两两中的最小公倍数lcmk*lcm与另一个数mod等于1(找出一个符合条件的k);

  用k*lcm*另一个没有在lcm中的数的等式的余数  [(有点绕)就是 lcm(3,5),另一个数就是x%7==2 的等式中的余数 就是即找出这k*lcm3,5*2]

求法(剩余定理思想)

  Lcm(3,5) = 15;   // lcm是最小公倍数 

  Lcm(3,7) = 21;

  Lcm(5,7) = 35;

  a*15%7 == 1;

  b*21%5 == 1;

  c*35%3 == 1;

  可求得a,b,c的值为1,1,2;

  我们可得15%7 == 1 , 21%5 == 1 , 70%3 == 1

  Ans = (15*2 + 21*3 + 70*2) % lcm(3,5,7);  

  Ans = 23;

再加一个例题

一个数被3除余1,被4除余2,被5除余4,这个数最小是几?

 题中345三个数两两互质。 则〔45=20;〔35=15;〔34=12;〔345=60 

为了使203除余1,用20×2=40 使154除余1,用15×3=45 使125除余1,用12×3=36 

然后,40×145×236×4=274 

因为,274>60

所以,274%60 = 34,就是所求的数。

 例题:

 

生理周期
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Description

人生来就有三个生理周期,分别为体力、感情和智力周期,它们的周期长度为23天、28天和33天。每一个周期中有一天是高峰。在高峰这天,人会在相应的方面表现出色。例如,智力周期的高峰,人会思维敏捷,精力容易高度集中。因为三个周期的周长不同,所以通常三个周期的高峰不会落在同一天。对于每个人,我们想知道何时三个高峰落在同一天。对于每个周期,我们会给出从当前年份的第一天开始,到出现高峰的天数(不一定是第一次高峰出现的时间)。你的任务是给定一个从当年第一天开始数的天数,输出从给定时间开始(不包括给定时间)下一次三个高峰落在同一天的时间(距给定时间的天数)。例如:给定时间为10,下次出现三个高峰同天的时间是12,则输出2(注意这里不是3)。
Input

输入四个整数:p, e, i和d。 p, e, i分别表示体力、情感和智力高峰出现的时间(时间从当年的第一天开始计算)。d 是给定的时间,可能小于p, e, 或 i。 所有给定时间是非负的并且小于365, 所求的时间小于21252。

当p = e = i = d = -1时,输入数据结束。
Output

从给定时间起,下一次三个高峰同天的时间(距离给定时间的天数)。

采用以下格式:
Case 1: the next triple peak occurs in 1234 days.

注意:即使结果是1天,也使用复数形式“days”。
Sample Input

0 0 0 0
0 0 0 100
5 20 34 325
4 5 6 7
283 102 23 320
203 301 203 40
-1 -1 -1 -1
Sample Output

Case 1: the next triple peak occurs in 21252 days.
Case 2: the next triple peak occurs in 21152 days.
Case 3: the next triple peak occurs in 19575 days.
Case 4: the next triple peak occurs in 16994 days.
Case 5: the next triple peak occurs in 8910 days.
Case 6: the next triple peak occurs in 10789 days.
Source

East Central North America 1999

 

这道题的解法就是: 

已知(ans+d)%23=a;   (ans+d)%28=b;   (ans+d)%33=c 
       使33×28×X被23除余1,用33×28×8 = 5544; 
       使23×33×Y被28除余1,用23×33×19 = 14421; 
       使23×28×Z被33除余1,用23×28×2 = 1288。

      于是X==8, Y==19, Z==2; 
      因此有(5544×a + 14421×b + 1288×c)% lcm(23,28,33) =ans + d 

又23、28、33互质,即lcm(23,28,33) = 21252;
      所以有ans =(5544×a+14421×b+1288×c-d)% 21252

code:

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

 

 

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