POJ2142——The Balance
刚学习的扩展欧几里得算法,刷个水题
求解 线性不定方程 和 模线性方程
求方程 ax+by=c 或 ax≡c (mod b) 的整数解
1、ax+by=gcd(a,b)的一个整数解:
<span style="font-size:14px;">void ex_gcd(int a,int b,int &d,int &x,int &y)//扩展欧几里得算法 { if(!b){d=a;x=1;y=0;} else {ex_gcd(b,a%b,d,y,x);y-=x*(a/b);} }</span>2、ax+by=c的全部整数解:
方程两边同一时候乘以g/c(g为a,b的最大公约数)。则原方程为 g *a/c *x+g*b/c*y=g
则g*x/c=x0,g*y/c=y0 ( x0,y0为 方程ax+by=gcd(a,b)的一个特解)
所以原方程的一个特解x=x0*c/g,y=y0*c/g
求通解的过程省略。
。。
最后通解为 (x+kb1,y-ka1) b1=b/g,a1=a/g。
3、ax≡c (mod b)方程的全部整数解:
ax和c关于模b同余。则(ax-c)是b的整数倍。设倍数为y,则原方程等价于 ax-c=by,移项得 ax-by=c,转变为求解ax+by=c的形式
假设两个数的最大公约数为1。则两个数互质
题目分析:
给定 a b k找到满足ax+by=k 的令|x|+|y|最小(等时令a|x|+b|y|最小)最好还是a 〉b
先用扩展欧几里得算法求出 一组解 x0。y0,通解能够表示为x=x0+b/d *t y=y0-a/d *t
|x|+|y|=|x0+b/d *t |+|y0-a/d *t| 这个关于t的函数的最小值在 t = y0*d/a 附近的两整点里取。故直接验证这两点就可以。
由于 设a>b之后
|x0+b/d *t| 单调递增,|y0-a/d*t| 先递减再递增。
因斜率a/d>b/d。所以总的|x0+b/d *t |+|y0-a/d *t| 先递减再递增,使y0-a/d*t0=0 的t0附近有最小值。
//转载
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cmath> using namespace std; int x0,z1,a1,b1; void ex_gcd(int a,int b,int &d,int &x,int &y) { if(!b){d=a;x=1;y=0;} else {ex_gcd(b,a%b,d,y,x);y-=x*(a/b);} } int calx(int k) { return abs(x0+k*b1); } int caly(int k) { return abs(z1-k*a1); } int main() { int a,b,c; while(~scanf("%d%d%d",&a,&b,&c)&&(a||b||c)){ int flag=1; if(a<b) {flag=0;swap(a,b);} int d,x,y,k,k1,k2; ex_gcd(a,b,d,x,y); x0=x*(c/d),z1=y*(c/d); a1=a/d,b1=b/d,k1=z1/a1; if(k1*a1-z1>=0) k1--; k2=k1+1; if(calx(k1)+caly(k1)>calx(k2)+caly(k2)) k=k2; else if(calx(k1)+caly(k1)<calx(k2)+caly(k2)) k=k1; else{ if(calx(k1)*a+caly(k1)*b>calx(k2)*a+caly(k2)*b) k=k2; else k=k1; } int ansx=calx(k); int ansy=caly(k); if(!flag){ printf("%d %d\n",ansy,ansx); } else printf("%d %d\n",ansx,ansy); } return 0; }