10247: 爱好数学的国王(唯一分解定理)

在一个风调雨顺的国度,国王决定将N元奖金平均分配给K位大臣,且每位大臣获得的奖金必须是素数。为了解决这一数学难题,国王求助于编程高手,寻找最少的大臣数量K,使得奖金分配满足条件。

题目描述

Z 国的国王是一个非常爱好数学的国王。一天他对着他的那些大臣说:“素数真是一种神奇的正整数,除了1和它本身外,不能被其他任何正整数整除,2是最小的素数,有无穷多个啊……它还有一个美妙的名字:质数,……数学多么有趣啊……”。  
Z 国今年风调雨顺,百姓丰衣足食。为了奖励他那帮管理有方的大臣,他决定把全部的 N 元奖金平均分配给其中的 K 位大臣,但酷爱数学的国王要求这 K 位大臣每人拿到的奖金必须是个素数。哪个大臣能够解决这个数学问题,国王就把奖金给这个大臣和另外的 K-1 人。  
 大臣们都想自己获得更多的奖金,所以希望分得奖金的大臣人数 K 越少越好。机智的大臣请来了“编程大侠”来帮忙解决这个问题。国王的间谍得知了这个情况后向国王汇报了大臣的行为。国王早就听说“编程大侠”的厉害,于是决定问 T 次这个问题,来试探一下 
“编程大侠”的真正实力。

 

输入

输入共T+1行。
第1行一个整数T,表示国王问了T次。
接下来T行每行一个整数N,表示国王打算分配给大臣的总奖金。

 

输出

输出共T行。
第i行一个整数K,表示最少多少位大臣来平分输入中对应的全部奖金。如果找不到满足国王要求的分配办法,请输出“0”(输出时不包含双引号)。

 

样例输入

复制样例数据

3 
3 
4 
100 

样例输出

1
2
20

提示

国王共问了 3 次。  
第一次国王说:“我们总共有 3 元奖金”。“编程大侠”说:“最少分配给 1 位大臣,他可以获得所有奖金,即 3 元,因为 3 是一个素数”。  
第二次国王说:“我们总共有 4 元奖金”。“编程大侠”说:“最少分配给 2 位大臣,他们每人可以获得 2 元奖金,因为 2 是一个素数”。  
第三次国王说:“我们总共有 100 元奖金”。“编程大侠”说:“最少分配给 20 位大臣,他们每人可以获得 5 元奖金,因为 5 是一个素数”。  

50%的测试点输入数据保证 1≤T≤5,1≤N≤10000 
70%的测试点输入数据保证 1≤T≤10,1≤N≤1000000000  
100%的测试点输入数据保证 1≤T≤10,1≤N≤2000000000  

 

来源/分类

2015年慈溪市小学生计算机程序设计比赛 

 

唯一分解定理 :任何一个大于1的自然数 ,都可以唯一分解成有限个质数的乘积  ,这里  均为质数,其诸指数  是正整数。

 

所以,题目中所说的  每个人所得到的最大奖金就是 P_{n} 了, 所以 k = n / P_{n} 。

代码实现还是蛮简单的,注意坑点 : 如果找不到满足国王要求的分配办法,请输出“0”。

 

#include <bits/stdc++.h>
#define inf 0x3f3f3f3f
#define linf 0x3f3f3f3f3f3f3f3fll
#define pi acos(-1.0)
#define ms(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
#define nl endl
#define FAST_IO ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(NULL);cout.tie(NULL)
using namespace std;
typedef long long ll;
ll qpow(ll x, ll y, ll mod){ll s=1;while(y){if(y&1)s=s*x%mod;x=x*x%mod;y>>=1;}return s;}
//ll qpow(ll a, ll b){ll s=1;while(b>0){if(b%2==1)s=s*a;a=a*a;b=b>>1;}return s;
inline int read(){int x=0,f=1;char ch=getchar();while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}while(ch>='0'&&ch<='9') x=x*10+ch-'0',ch=getchar();return x*f;}
 
 
int main()
{
    int t;
    cin>>t;
    while(t--)
    {
        ll n;
        cin>>n;
        ll ans = n, tn = n;
        for(int i=2;i*i<=n;i++)
            while(tn%i==0)
                tn /= i, ans = i;
       // cout<<tn << " -- " <<ans<<nl;
        ans = max(tn,ans);
        if(n == 1) puts("0");
        else cout<<(n/ans)<<nl;
 
    }
 
    return 0;
}

 

唯一分解定理(也称为算术基本定理)指出,任何大于1的整数都可以被唯一地表示为其质因数的标准乘积形式。这一过程通常通过试除法来完成。 以下是基于唯一分解定理的一个简单实现示例: ### 唯一分解定理代码模板 ```python def prime_factorization(n): """ 对正整数 n 进行唯一分解定理处理, 返回其质因数分解的结果作为字典 {prime: exponent} 的形式。 """ factors = {} divisor = 2 while divisor * divisor <= n: while (n % divisor) == 0: if divisor not in factors: factors[divisor] = 0 factors[divisor] += 1 n //= divisor divisor += 1 if n > 1: factors[n] = 1 return factors # 测试函数 if __name__ == "__main__": number = int(input("请输入一个正整数:")) result = prime_factorization(number) print(f"{number} 的质因数分解为:{result}") ``` 上述代码实现了对任意给定正整数 `n` 的质因数分解功能。它利用了从小到大枚举可能因子的方式逐步尝试去除当前因子直到无法再继续为止[^1]。 #### 关于逆元的应用场景说明 在某些情况下,当我们需要计算形如 \( \frac{A}{B} \mod P \) 的表达式时,由于取模操作不支持直接做分数运算,因此可以借助逆元的概念将其转化为乘法问题即 \( A \times B^{-1} \mod P \)。这里提到的方法适用于解决涉及模意义下的复杂分式简化需求。 #### 图论概念补充 对于更复杂的网络结构分析而言,了解诸如点/边连通度这样的基础理论有助于深入理解系统的鲁棒性和稳定性特征[^4]。然而这些内容与本主题并无直接关联,在此仅作扩展阅读推荐之用。
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