luogu P1516 青蛙的约会(线性同余方程扩展欧几里德)
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题意
题解
做了这道题,发现扩欧快忘了。
根据题意可以很快地列出线性同余方程。
设跳了k次
x+mkΞy+nk(mod l)
(m-n)kΞ-(x-y)(mod l)
然后化一下
(m-n)k+(x-y)Ξ0(mod l)
也就是前面一坨是l的倍数
不妨设
(m-n)k+(x-y)=-tl
(m-n)k+tl=-(x-y)
我们要求的就是保证t<=0(因为我们设的-t倍的l,所以t<=0),k>=0时k的最小值
发现这是一个不定方程
根据裴蜀定理(这个定理搜狗输入法上没有)
当-(x-y)是gcd((m-n),t)的倍数时是有解的。(等式两边都乘-(x-y)/gcd就行了)且(m-n)k+tl=gcd((m-n),t)一定有整数解
所以我们用扩欧算出(m-n)k+tl=gcd((m-n),t)的一组特解和gcd
然后通过判断-(x-y)是不是gcd((m-n),t)的倍数判断有没有解。
假如有解我们就先保证(m-n)为正数根据k的通解公式k=-(x-y)/gcd*k0+h*l/gcd(h为整数)
然后求出最小的正数k就行了
然后这样做似乎没有保证t<=0
其实保证了
考虑通项公式。其实那个k0的系数-(x-y)/gcd
是因为我们要把(m-n)k+tl=gcd((m-n),t)化为-(x-y)/gcd(m-n)k+-(x-y)/gcdtl=-(x-y)给等式两边乘的
这样保证现在-(x-y)/gcd(m-n)k是大于等于-(x-y)的(当-(x-y)为正数)这样t<=0没什么问题。
当当-(x-y)为负数时我们发现-(x-y)/gcd(m-n)k小于等于-(x-y)此时t也变号了所以要求t>=0也没问题。
1 #include<iostream> 2 #include<cstdio> 3 #include<cstring> 4 #include<cmath> 5 #include<algorithm> 6 using namespace std; 7 long long x,y,n,m,l,xx,yy; 8 long long exgcd(long long a,long long b,long long &x,long long &y){ 9 if(b==0){ 10 x=1; 11 return a; 12 } 13 long long c=exgcd(b,a%b,x,y); 14 long long z=x; 15 x=y;y=z-(a/b)*y; 16 return c; 17 } 18 int main(){ 19 scanf("%lld%lld%lld%lld%lld",&x,&y,&m,&n,&l); 20 long long a=m-n;long long b=y-x; 21 if(a<0){ 22 a=-a; 23 b=-b; 24 } 25 long long gcd=exgcd(a,l,xx,yy); 26 if(b%gcd!=0){ 27 printf("Impossible"); 28 } 29 else printf("%lld",(xx*(b/gcd)%(l/gcd)+(l/gcd))%(l/gcd)); 30 return 0; 31 }
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