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 == 2,x%5 == 3,x%7 == 2,求x 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lcm,k*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7 在x%7==2 的等式中的余数 就是2 即找出这k*lcm(3,5)*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3、4、5三个数两两互质。 则〔4,5〕=20;〔3,5〕=15;〔3,4〕=12;〔3,4,5〕=60。
为了使20被3除余1,用20×2=40; 使15被4除余1,用15×3=45; 使12被5除余1,用12×3=36。
然后,40×1+45×2+36×4=274,
因为,274>60;
所以,274%60 = 34,就是所求的数。
例题:
生理周期
Time Limit: 1000MS Memory Limit: 10000K
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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; }