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根据题意,两个青蛙跳到同一个点上才算是遇到了,所以有 (x+m*t) - (y+n*t) = p * l; (t是跳的次数,l是a青蛙跳的圈数跟b青蛙的圈数之差即纬度线总长。整个就是路程差等于纬度线周长的整数倍)
转化一下: (n-m) * t + ll* p = x – y;
令 a = n-m, b = l, c = gcd(a, b), d = x-y;
有 a * t + b * p = d;
要求的是t的最小整数解。
此时方程已经符合扩展欧几里德的形式:a*x+b*y=gcd(a,b)
该算法同样可用于求解a*x+b*y=c的形式的方程。方法是先求解a*x+b*y=gcd(a,b)。然后两端同时除以gcd(a,b)再乘以c即可整理出原方程的解。即a*(x*c/g)+b*(y*c/g)=c。该方程有解的条件是c能被gcd(a,b)整除。
用扩展的欧几里德求出其中一组解t0 ,p0, 并令c = gcd(a, b);
有 a * t0 + b * p0 = c; (2)
因为c = gcd(a, b), 所以 a * t / c是整数,b * t / c 也是整数,所以 d / c 也需要是整数,否则无解。
(2)式两边都乘(d / c) 得 a * t0 *(d / c) + b * p0 * (d / c) = d;
所以t0 * (d / c)是最小的解,但有可能是负数。
因为a * ( t0 *(d / c) + b*n) + b * (p0 * (d / c) – a*n) = d; (n是自然数)
所以解为 (t0 * (d / c) % b + b) % b;
还有一个问题,如何用扩展的欧几里德求出t0跟p0呢?
对于不完全为0的非负整数a, b. gcd(a, b)表示a, b 的最大公约数。那么存在整数x, y使得 gcd(a, b) = a * x + b * y;
不妨设a > b
① ,当b = 0 时,gcd(a, b) = a , 此时 x = 1, y = 0;
② ,当 a * b <> 0 时,
设 a * x + b * y = gcd(a, b); (1)
b * x0 + (a % b) * y0 = gcd( b, a % b); (2)
由朴素的欧几里德公式; gcd(a, b) = gcd (b, a % b);
得(1),(2) a * x + b * y = b * x0 + (a % b) * y0
= b * x0 + (a – a / b * b) * y0
= a * y0 + ( x0 – a / b * y0 ) * b
所以 x = y0, y = x0 – a / b * y0;
由此可以得出扩展欧几里德的递归程序:
void extend_Euclid(int a, int b) { if( b == 0 ) { x = 1; y = 0; q = a; } else { extend_Euclid(b, a % b); int temp = x; x = y; y = temp - a / b * y; } }
#include <iostream> using namespace std; long long t, p, c; void extend_euild(int a, int b) { if(b == 0) { t = 1; p = 0; c = a; } else { extend_euild(b, a%b); int temp = t; t = p; p = temp - a/b*p; } } int main() { int i, j, ok = 0, d, a, b; long long x, y, m, n, l; //freopen("in.txt", "r", stdin); cin >> x >> y >> m >> n >> l; if(n == m) ok = 1; else { a = n-m; d = x-y; b = l; extend_euild(a, b); if(d % c !=0) ok = 1; } if(ok) cout << "Impossible" << endl; else { d = d / c; long long v = d * t; cout << (v%b+b)%b << endl; } return 0; }