Codeforces Problem 707C Pythagorean Triples(数学)

探讨如何根据给定的一条直角三角形边长找到对应的勾股数三元组,包括解决问题的数学方法及分类讨论。

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比赛链接→Codeforces Round #368 (Div. 2)

 Codeforces Problem 707C Pythagorean Triples

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 Problem Description

Katya studies in a fifth grade. Recently her class studied right triangles and the Pythagorean theorem. It appeared, that there are triples of positive integers such that you can construct a right triangle with segments of lengths corresponding to triple. Such triples are called Pythagorean triples.

For example, triples (3, 4, 5), (5, 12, 13) and (6, 8, 10) are Pythagorean triples.

Here Katya wondered if she can specify the length of some side of right triangle and find any Pythagorean triple corresponding to such length? Note that the side which length is specified can be a cathetus as well as hypotenuse.

Katya had no problems with completing this task. Will you do the same?

 Input

The only line of the input contains single integer n (1 ≤ n ≤ 10^9) — the length of some side of a right triangle.

 Output

Print two integers m and k (1 ≤ m, k ≤ 10^18), such that n, m and k form a Pythagorean triple, in the only line.

In case if there is no any Pythagorean triple containing integer n, print  - 1 in the only line. If there are many answers, print any of them.

 Sample Input

3
6
1
17
67

 Sample Output

4 5
8 10
-1
144 145
2244 2245

 Hint


Illustration for the first sample.

 Problem Idea

解题思路:

【题意】
给你一个数n,问是否存在另两个数a,b,使得这三个数恰好构成直角三角形的三条边


【类型】
数学题

【分析】
对于直角三角形△ABC,如图:


我们知道的是


因为题目说如果题目存在多种解,输出任何一个就可以了,所以我们不妨假设输入的n是一条直角边的长度,那么


根据平方差公式可得


那么,这个时候,我们要求解的就是a,b

于是乎,我们分类讨论即可


【时间复杂度&&优化】
O(1)

题目链接→Codeforces Problem 707C Pythagorean Triples

 Source Code

/*Sherlock and Watson and Adler*/
#pragma comment(linker, "/STACK:1024000000,1024000000")
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<queue>
#include<stack>
#include<math.h>
#include<vector>
#include<map>
#include<set>
#include<cmath>
#include<complex>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#define eps 1e-9
#define LL long long
#define PI acos(-1.0)
#define bitnum(a) __builtin_popcount(a)
using namespace std;
const int N = 100005;
const int M = 40;
const int inf = 1000000007;
const int mod = 1000000007;
int main()
{
    __int64 n,a,b;
    scanf("%I64d",&n);
    if(n==1||n==2)
        puts("-1");
    else if(n*n%2)
        printf("%I64d %I64d\n",(n*n-1)/2,(n*n+1)/2);
    else
        printf("%I64d %I64d\n",(n*n/2-2)/2,(n*n/2+2)/2);
    return 0;
}

菜鸟成长记

### 关于Codeforces中的GCD问题 在Codeforces平台上存在多个涉及最大公约数(GCD)概念的问题。其中一道具有代表性的题目是编号为1025B的“Weakened Common Divisor”,该题由著名数学家Ildar引入了一个新的概念——弱化公因数(WCD),即对于一系列整数对列表而言的一种特殊性质[^2]。 具体到这道题目的描述如下:给出一个长度为\(n\)的数组\(a\),目标是在所有元素上加上同一个常量\(d\)之后能够找到至少两个不同的位置其值的最大公约数大于等于2,并且要使这个加上的常量尽可能小。此题的关键在于通过计算相邻两数之差来间接获取可能存在的公共因子,进而利用这些信息推导出满足条件所需的最小增量\[d\][^4]。 为了高效解决这类基于GCD的问题,在算法设计方面通常会采用一些特定技巧: - **差分遍历**:通过对原始序列做适当变换简化问题结构; - **快速求解GCD**:借助欧几里得算法迅速定位潜在候选者; - **优化查找过程**:针对所得结果进一步筛选最优方案; 下面是一个Python版本的解决方案片段用于演示如何处理上述提到的任务逻辑: ```python from math import gcd from itertools import pairwise def min_operations_to_weak_gcd(nums): diff_gcd = 0 for prev, curr in pairwise(nums): diff_gcd = gcd(diff_gcd, abs(curr - prev)) if diff_gcd == 1: return -1 factors = get_factors(diff_gcd) result = float('inf') target_modulo = nums[0] % diff_gcd for factor in factors: candidate = ((target_modulo + diff_gcd - (nums[0] % factor)) % factor) result = min(result, candidate) return int(result) def get_factors(n): """Helper function to generate all divisors.""" res = [] i = 1 while i*i <= n: if n % i == 0: res.append(i) if i != n // i: res.append(n//i) i += 1 return sorted(res)[::-1] ```
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