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GYM100526 Interesting Integers(扩展欧几里得)

热度:11   发布时间:2023-12-06 19:22:30.0

搬运大佬的题解系列:http://blog.csdn.net/u010568270/article/details/52315019

题目链接:

  http://codeforces.com/gym/100526

  http://acm.hunnu.edu.cn/online/?action=problem&type=show&id=11672&courseid=0

题目大意:

  给定任意一个N,(N<=109)求斐波那契—卢卡斯数列的前两项A和B。(先满足B最小再满足A最小,A<=B)

  斐波那契—卢卡斯数列是斐波那契数列的推广,斐波那契数列f[0]=0,f[1]=1,斐波那契—卢卡斯数列f[0]=A,f[1]=B。

  二者均满足f[i]=f[i-1]+f[i-2],i>=2。

题目思路:

  【数论】【扩展欧几里得】

  首先如果数列S是斐波那契数列,则A*S,S+S也满足f[i]=f[i-1]+f[i-2]。

  那么考虑A=1,B=0的斐波那契—卢卡斯数列S1,为第一个数对最终答案的影响。

  同样,A=0,B=1的斐波那契—卢卡斯数列S2,为第二个数对最终答案的影响。

  容易得到这两个数列是错位的斐波那契数列

  S1=1,0,1,1,2,3,5...

  S2=0,1,1,2,3,5,8...

  S2[i]=S1[i+1].

  而把S1*A+S2*B如果能含有N,则A B的最小解即为所求。

  所以只需要求出斐波那契数列的前45项(109内),接下来就是枚举N是由斐波那契数列中哪两个相邻的数分别乘A和B得到的。

  即A*f[i]+B*f[i-1]=N。可以对f[i],f[i-1]扩展欧几里得,求出对应的A和B,看看能否把X,Y调成满足题意得(0<B<=A)如果行则为答案。


#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define LL long long
#define N 50
LL extend_gcd(LL a,LL b,LL &x,LL &y)
{if(a==0&&b==0) return -1;//无最大公约数if(b==0){x=1;y=0;return a;}LL d=extend_gcd(b,a%b,y,x);y-=a/b*x;return d;
}
int fib[N]={1, 0};
void init()
{for(int i=1; i<45; i++)fib[i+1]=fib[i]+fib[i-1];
}
int main()
{init();int T, n;scanf("%d", &T);while(T--){int k;scanf("%d", &n);for(k=45; k&fib[k]>n; k--);if(fib[k]==n){puts("1 1");continue;}LL a, b, x, y;for(int i=k; i>2; i--){a=fib[i];b=fib[i-1];extend_gcd(a, b, x, y);x=x%b+b;y=(1-a*x)/b;x*=n;y*=n;if(y<=0){LL tmp=(a-1-y)/a;y+=a*tmp;x-=b*tmp;}while((x-b)>=(y+a)) x-=b, y+=a;if(x<=0||y<=0||x<y) continue;printf("%I64d %I64d\n", y, x);break;}}return 0;
}



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