【扩展欧几里得】NOIP2012同余方程
题目描述
求关于 x 的同余方程 ax ≡ 1 (mod b)的最小正整数解。
输入输出格式
输入格式:
输入只有一行,包含两个正整数 a, b,用一个空格隔开。
输出格式:
输出只有一行,包含一个正整数 x0,即最小正整数解。输入数据保证一定有解。
输入输出样例
说明
【数据范围】
对于 40%的数据,2 ≤b≤ 1,000;
对于 60%的数据,2 ≤b≤ 50,000,000;
对于 100%的数据,2 ≤a, b≤ 2,000,000,000。
NOIP 2012 提高组 第二天 第一题
题解
顺便把欧几里得算法也写上了
证明:
其实欧几里得算法就是辗转相除法。。。
扩展欧几里得就是
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,必然
存在整数对 x,y ,使得 gcd(a,b)=ax+by。
求解 x,y的方法的理解
设 a>b。
1,显然当 b=0,gcd(a,b)=a。此时 x=1,y=0;
2,a>b>0 时
设 ax1+ by1= gcd(a,b);
bx2+ (a mod b)y2= gcd(b,a mod b);
根据朴素的欧几里德原理有 gcd(a,b) = gcd(b,a mod b);
则:ax1+ by1= bx2+ (a mod b)y2;
即:ax1+ by1= bx2+ (a - [a / b] * b)y2=ay2+ bx2- [a / b] * by2;
也就是ax1+ by1 == ay2+ b(x2- [a / b] *y2);
根据恒等定理得:x1=y2; y1=x2- [a / b] *y2;
这样我们就得到了求解 x1,y1 的方法:x1,y1 的值基于 x2,y2.
上面的思想是以递归定义的,因为 gcd 不断的递归求解一定会有个时候 b=0,所以递归可以结束。
代码
//by 减维 #include<cstdio> #include<iostream> #include<cstring> #include<queue> #include<cstdlib> #include<ctime> #include<cmath> #include<map> #include<bitset> #include<algorithm> #define ll long long #define maxn using namespace std; ll n,m; ll gcd(ll x,ll y) { return y?gcd(y,x%y):x; } ll exgcd(ll a,ll b,ll &x,ll&y) { if(b==0){ x=1,y=0; return a; } ll q=exgcd(b,a%b,y,x); y-=a/b*x; return q; } int main() { scanf("%lld%lld",&n,&m); ll z=gcd(n,m); n/=z,m/=z; ll x,y; ll asd=exgcd(n,m,x,y); printf("%lld",(x+m)%m); }