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NOIP2017Day1T1-小凱的疑惑

1.小凱的疑惑 (math.cpp/c/pas) 【問題描述】

小凱手中有兩種面值的金幣,兩種面值均為正整數且彼此互素。每種金幣小凱都有無數個。在不找零的情況下,僅憑這兩種金幣,有些物品他是無法準確支付的。現在小凱想知道在無法準確支付的物品中,最貴的價值是多少金幣?注意:輸入資料保證存在小凱無法準確支付的商品。 

【輸入格式】

輸入檔名為math.in。 

輸入資料僅一行,包含兩個正整數 a 和 b,它們之間用一個空格隔開,表示小凱手中金幣的面值。 

【輸出格式】 

輸出檔名為math.out。 

輸出檔案僅一行,一個正整數 N,表示不找零的情況下,小凱用手中的金幣不能準確支付的最貴的物品的價值。 

【輸入輸出樣例1】

math.in  

3 7 

math.out 

11

見選手目錄下的math/math1.in和math/math1.ans。 

【輸入輸出樣例1說明】 

小凱手中有面值為3和7的金幣無數個,在不找零的前提下無法準確支付價值為1、2、4、5、8、11 的物品,其中最貴的物品價值為 11,比 11 貴的物品都能買到,比如:  

12 = 3 * 4 + 7 * 0     

13 = 3 * 2 + 7 * 1     

14 = 3 * 0 + 7 * 2   

15 = 3 * 5 + 7 * 0 

…… 

【輸入輸出樣例2】 

見選手目錄下的math/math2.in和math/math2.ans。

【資料規模與約定】 

對於 30%的資料: 1 ≤ a,b ≤ 50。 

對於 60%的資料: 1 ≤ a,b ≤ 10,000。 

對於 100%的資料:1 ≤ a,b ≤ 1,000,000,000。 

題解:第一眼看到——什麼鬼?今年Day1T1賊難!想了10分鐘,無解,於是先做第二題。做好第二題再看一遍,模擬了一下樣例,又搞了幾個小樣例,又看了10分鐘,突然靈光一閃,發現規律——ans=a*b-a-b。於是十分高興,用暴力對拍了一下,發現沒錯,就開開心心地AC了第一題了!程式碼就五行,發現最重要!(話說似乎這是NOIP第一次出Θ(1)的題吧)

這邊給出證明。

定理: 對於正整數p , q滿足gcd(p, q) = 1, 我們有px + qy = n 無非負整數解的最大正整數n 為pq - p - q . 證明如下:

我們首先利用反證法, 證明px + qy ≠ pq - p - q : 我們假設存在正整數x 和y 使得px + qy = pq - p - q , 則有

px + qy = pq - p - q

p(x + 1) + q(y + 1) = pq

\because gcd(p, q) = 1,p | q(y + 1)gcd(p,q)=1,pq(y+1)

\therefore p | y + 1py+1

同理,q | x + 1

接著我們令y + 1 = pj , x + 1 = qk . 則有

pqk + qpj = pq

pq(j + k) = pq

注意到x, y 0 , 我們有y+11 且x+11 , 因而j1 且k1 . 因而j+k2 , 因而假設不成立.

得證.

Code:

var a,b:int64;
begin
  readln(a,b);
  writeln((a*b)-a-b);
end.

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