CodeForce 60 DSavior

本文详细解析 CodeForces 60D 题目,通过数学推导探讨 x^2 + y^2 = z^2 的整数解条件,特别是互质三元组的形成规律,并给出一种有效的解题策略。

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题目链接:http://codeforces.com/problemset/problem/60/D

大意:N个不相同的数,如果对两个数a,b 存在一个c,使得这三个数的一种排列满足:x^2+y^2=z^2,并且a,b,c两两互质,那么a,b之间可以连一条边。问有多少个连通块。

  (自己想问题的时候,注意力不能好好集中呀。。做了很多重复的思考。

     读题也没抓住重点,漏看了一些条件

   )


分析: 显然这道题目从x^2+y^2=z^2入手,记得初中遇到过这个表达式,问是否有整数解。  化成: x^2 =  (z-y)*(z+y);

   (1) 看到这个的是时候,第一想法就是将x分解成两个数,从而得到 z-y,z+y,计算得到z,y。

   (2) 在第一个想法后,我们应该来思考它会出现哪些问题:  如何满足x,y,z的互质呢?

   (3)果断动手写了几发。。。(动手测试非常重要呀)。。。冥冥之中有种感觉分解的两个数互质有很好的性质。

   (4)吐槽自己一句:再验证性质的时候,自己没有好好记录分析过程,导致到了后面存在反复验证一些想法

    (!!!!验证互质千万不要从gcd为1来思考呀,,那样坑爹呀,,直接枚举一个数的质因子,看另一个数是否存在)

                        假设 x^2 =a*b(a>b),  z=(a+b)/2 ,y=(a-b)/2;

                      (1)  如果a,b都包含p这个素因子,那么 z=p*(……) /2 ,看到这里,会发现那个2真碍事。。

                                就先认为p!=2,因此(……)%2=0;最终z=p*(……)。。。同理y也是。。。

                                因此如果x%2!=0的情况下,,要满足题意,z,y中一定分配不相同的素因子;

                                       要满足题意,还要与x也要互质,这个性质满足么?

                                          用我上面加粗的那句话 :验证x中的所有素因子都不可能被 (a+b)/2 ,(a-b)/2  整除  

                                          对素因子p, a和b必定有一个能够整除它,假设a=p*A,则b%p!=0    

                                          反证:  (a+b)/  2 % p =0                        

                                                   →   (a+b)%(2*p) /2 = 0  →  (a+b)%(2*p)=0      (    定理:  (  a/c )%p =a%(c*p)/c   )

                                                   →   a+b=2*p*k      →  p*(2*k-A)=b    因为 b无法整除p,这个等式必定矛盾

                                      故可以得到:在不考虑含有素因子2的情况下, 如果分解的两个数互质,那么

                                                         得到的x,y,z也是互质的

                   (2) 在分析x%2==0的时候,我二逼了。。导致这里花费了大量的时间。

                           对这个问题,,我们首先应该思考在包含素因子2的情况下,其它素因子的分配原则是否与上面一样

                             显然:不考虑同时素因子2的情况,对于其它素因子都是满足互质的      

                             因此明确 不为2的相同素因子的分配依然要满足只能全部在一个数里(由上面可以证明)

                                    考虑2的分配原则。

                                         果断动手来一发: 6^2=2*18   →    y=8 ,z=10  显然  x,y,z不互质

                                         果断动手来一发: 4^2=2*8     →    y=3 ,z=5    显然 x, y,z互质

                                       这里看起来似乎没什么好的性质。。。 

                                             这里通过慢慢讨论,来认清它比较好的性质:

                                                 (1)  两个数当中必须至少有一个2,否则奇数+偶数无法整除2

                                                 (2)两个数中含2 的个数,不能同时大于两个

                                                             因为 这种情况下,(a+b)/2 的时候抵消一个2后,至少还剩有一个2,此时必定与x不互质

                                                 (3) 在前两个条件下,我们就能够得到2的分配方式:a含一个2 ,b含剩下所有的2  ,

                                                           但是这种分配与(1)的分配有区别,这里的分配是否能够保证得到的y,z不含2,

                                                           即是否与x互质?。。但是这个很好解决,判断一下是否含2就行了

                                                 (4)   到此,这题的本质就基本成型了,但是对于2的分配,其实我们还有进行优化的余地:

                                                                       分析: 6^2=2*18 不合法的原因

                                                                                (a+b)/ 2=  ( 2 * 1 + 2 * 9)/2 =2/2*(1+9)

                                                                                 原因就出在1+9 是偶数 ,2的分配原则一方含一个2,这个2就是为了

                                                                                 用来消除 即将( / 2),可是由于1+9产生了新的2,使得最终得到的

                                                                                 数是偶数与x不互质了。这里很容易发现:如果x^2中含有2的个数大于2

                                                                                 这样产生的分配:  2*奇数  , 2*( 2^t*奇数) ,这样最终得到的y,z

                                                                                 必然都是两个奇数。


                     综上:     对x^2 中,不为2的素因子只能为一方所有

                                    对于含有素因子2的情况,x含2的个数一定要大于1,分配原则: 一方1个2,另一方剩下的所有2

  本题的实现:我写的比较慢。。。

  大致思路: 对每个数就行分解(用上面的结论),然后看分解得到的数是否至少含有一个,如果有的情况,就把他们标记为同一个堆(并查集),最后check有多少个不同的堆,就是答案

        

### Codeforces Problem or Contest 998 Information For the specific details on Codeforces problem or contest numbered 998, direct references were not provided within the available citations. However, based on similar structures observed in other contests such as those described where configurations often include constraints like `n` representing numbers of elements with defined ranges[^1], it can be inferred that contest or problem 998 would follow a comparable format. Typically, each Codeforces contest includes several problems labeled from A to F or beyond depending on the round size. Each problem comes with its own set of rules, input/output formats, and constraint descriptions. For instance, some problems specify conditions involving integer inputs for calculations or logical deductions, while others might involve more complex algorithms or data processing tasks[^3]. To find detailed information regarding contest or problem 998 specifically: - Visit the official Codeforces website. - Navigate through past contests until reaching contest 998. - Review individual problem statements under this contest for precise requirements and examples. Additionally, competitive programming platforms usually provide comprehensive documentation alongside community discussions which serve valuable resources when exploring particular challenges or learning algorithmic solutions[^2]. ```cpp // Example C++ code snippet demonstrating how contestants interact with input/output during competitions #include <iostream> using namespace std; int main() { int n; cin >> n; // Process according to problem statement specifics } ```
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