HDU - 1576 - A/B (扩展欧几里得定理)

本文介绍了一道编号为1019的HDU在线评测系统的题目解析,通过数学方法解决模运算问题,并给出了使用扩展欧几里得算法的C++实现代码。

题目链接:

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1019

题目大意:

中文题

题解:

设(A/B)%9973 = K, 则A/B = k + 9973x (x未知), 因此A = kB + 9973xB,

又A%9973 = n, 所以kB%9973 = n, 故kB = n + 9973y (y未知)

故(k/n)B +(-y/n)*9973 = gcd(B,9973) = 1

AC代码:

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
void exgcd(int a, int b, int& x, int& y)
{
    if(b == 0)
    {
        x = 1,y = 0;
        return ;
    }
    exgcd(b,a%b,x,y);
    int tmp = x;
    x = y;
    y = tmp - a/b*y;
}
int main()
{
    int T,x1,x2,x,y;
    cin >> T;
    while(T--)
    {
        cin >> x1 >> x2;
        exgcd(x2,9973,x,y);
        x = x*x1;
        x=(x%9973 + 9973) % 9973;//将x转为最小的正整数
        cout << x <<endl;
    }
    return 0;
}
在洛谷网站上,有一些算法题涉及应用威尔逊定理,尤其在数论与素数判断相关的题目中。以下是一些典型的应用场景和题目示例: ### 三、威尔逊定理在洛谷上的相关题目 #### 1. **P5091 【模板】扩展欧拉定理** 该题虽然主要考察的是欧拉定理的扩展形式,但在某些解法中结合了阶乘模运算的性质,例如利用威尔逊定理处理 $ (p-1)! \mod p $ 的结果为 $ p - 1 $,从而优化某些组合数模素数的计算过程。 #### 2. **HDU 2973 YAPTCHA(可参考洛谷类似变种)** 这是一道典型的基于威尔逊定理的数学推导题。题目要求计算如下表达式: $$ \sum_{k=1}^{n}\left\lfloor\frac{(3k+7-1)!+1}{3k+7}-\left\lfloor\frac{(3k+7-1)!}{3k+7}\right\rfloor\right\rfloor $$ 通过令 $ x = 3k + 7 $,可以将原式转化为: $$ \sum_{k=1}^{n}\left\lfloor\frac{(x-1)!+1}{x}-\left\lfloor\frac{(x-1)!}{x}\right\rfloor\right\rfloor $$ 根据威尔逊定理,当 $ x $ 是素数时,$ (x-1)! \equiv -1 \mod x $,即 $ (x-1)! + 1 $ 能被 $ x $ 整除,此时上述表达式的值为 1;若 $ x $ 不是素数,则值为 0。因此该问题实质上是统计满足条件的素数个数[^1]。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; typedef long long LL; const int N = 1000001; const int mx = 3000008; int s[N], p[N], vis[mx], t, n; void get_prime() { for (LL i = 2; i < mx; ++i) if (!vis[i]) { if ((i - 7) % 3 == 0) p[(i - 7) / 3] = 1; for (LL j = i * i; j < mx; j += i) vis[j] = 1; } } int main() { get_prime(); for (int i = 2; i < N; ++i) s[i] = s[i - 1] + p[i]; scanf("%d", &t); while (t--) { scanf("%d", &n); printf("%d\n", s[n]); } } ``` #### 3. **【模板】线性筛素数(P3383)** 虽然此题主要考察的是素数筛法,但其输出结果可用于验证威尔逊定理的正确性。例如,对于每个筛出的素数 $ p $,可以验证 $ (p-1)! + 1 $ 是否能被 $ p $ 整除。 --- ### 四、实际应用与编程技巧 在解决上述类型的问题时,通常会遇到大数阶乘取模的问题。由于直接计算阶乘容易溢出,因此需要借助模逆元、分块预处理等技巧进行优化。例如,在模素数 $ p $ 情况下,可以预先计算阶乘模 $ p $,并结合费马小定理扩展欧几里得算法求逆元,以高效实现组合数计算。 ---
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