给定两个不同的正整数 a, b,求一个正整数 k 使得 gcd(a + k, b + k) 尽可能大,其
时间: 2023-09-17 21:01:40 浏览: 518
给定两个不同的正整数 a, b,求一个正整数 k 使得 gcd(a^k, b^k) 尽可能大。
首先,我们需要了解gcd(a, b)的定义,gcd(a, b)表示a和b的最大公约数,即能够同时整除a和b的最大正整数。
根据数论中的定理,gcd(a^k, b^k) = (gcd(a, b))^k,即a^k和b^k的最大公约数等于a和b的最大公约数的k次方。
由此可得,要使gcd(a^k, b^k)尽可能大,只需要选择一个合适的k即可。
如果a和b的最大公约数是1,即gcd(a, b) = 1,那么它们互质,此时任意选择一个正整数k,gcd(a^k, b^k)都是1,最大公约数无法再提升。
如果a和b的最大公约数大于1,即gcd(a, b) > 1,那么我们可以选择k等于gcd(a, b)。
因为gcd(a^k, b^k) = (gcd(a, b))^k,当k等于gcd(a, b)时,gcd(a^k, b^k) = (gcd(a, b))^gcd(a, b)为最大值。
综上所述,我们可以选择k等于gcd(a, b),即k = gcd(a, b)。这样,gcd(a^k, b^k)将达到最大值。
相关问题
给定一个正整数n,请你你在1-n之间(包含1和n)找到两个不同的数,使其它们的最大公约数最大,也就是找到gcd(a,b)的最大值,其中1≤a<b≤n。 输入格式 输入一个正整数n(2<=n<=10^5) 输出格式 按要求输出最大的gcd
<<
要使得`gcd(a, b)`达到最大,并且满足条件 `1 ≤ a < b ≤ n`,我们可以观察到当两个数相邻时其GCD为它们自身的最小公因数。因此最优解往往是选取连续的两倍关系数字对如 `(n/2, n)` 这样可保证得到最大的 GCD 值即为 `n / 2` (对于偶数情况) 或者接近这个数值的情况。
根据上述分析可以直接得出结论并编写程序:
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
long long n;
cin>>n; // 输入一个正整数
if(n >=2 && n <= pow(10,5)){
cout << n /2 ;// 输出结果 最大GCD就是[n/2]
}
return 0;
}
```
### 解释
**步骤解析:**
1. **理解题目需求**
- 我们的目标是在范围 `[1,n]` 内找出一对不同整数 `a`, `b`(其中`a<b`)让他们的最大公约数尽可能的大。
2. **寻找规律与推导公式**
- 如果考虑一组符合条件的最佳候选组合,则发现选择靠近上限端点附近的值更有利。
- 尤其是像形如 `(floor(n/2), n)` 的配对方案因为在这种情况下能确保产生较大的公共因子等于 floor(n/2).
3. **边界处理及效率考量**
- 题目限定数据规模较大(`n up to 1e5`卡住暴力穷举法),所以采用O(1)时间复杂度的方法最为合适;直接计算出理论上的最佳答案即可完成任务而无需迭代搜索所有可能性.
4. **正确性和鲁棒性的验证测试**
- 对于任何有效的输入区间长度至少为2的情形均成立。(最简单情形例如n=2时也符合该算法逻辑返回预期的答案)
.给定正整数n,用最少的操作次数把连续序列1,2,3,……,n中所有的数变成0。操作方法是每次从序列中选择一个或多个整数,同时减去一个相同的正整数。比如1,2,3可以把2和3同时减去2,得到1,0,1。编程实现:输入正整数n的值,输出操作次数 用C语言实现
在C语言中,解决这个问题可以通过贪心策略来找到最小的操作次数。我们可以尽可能地将较大的数变为较小的数,因为每次减去的数越大,后续的操作就越少。具体步骤如下:
1. 首先,我们需要找到当前序列中最大的数(n),这个最大数将成为我们每次操作的目标。
2. 然后,我们将这个目标数除以序列中所有数的最大公约数(GCD),得到每个数需要减去的最小正整数k。
3. 最后,乘以序列的数量就是所需的总操作次数。
下面是C语言的简单实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h> // 包含gcd函数
// 计算两个数的最大公约数
int gcd(int a, int b) {
if (b == 0)
return a;
else
return gcd(b, a % b);
}
// 主函数
int main() {
int n;
printf("请输入一个正整数n:");
scanf("%d", &n);
// 找到序列的最大数和最小操作数
int max_num = n;
int step = max_num / gcd(max_num, 1); // 如果序列只有一个数,步长为1
// 操作次数等于序列长度乘以每一步
int operations = n * step;
printf("将序列变为0所需的最小操作次数为:%d\n", operations);
return 0;
}
```
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