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本篇内容介绍了“Java高次幂取模+积性函数+逆元的方法”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
题目意思:2004^x的所有正因数的和S)对29求余;输出结果;
原题链接
题目解析:解析参照来源:点击打开链接
因子和
6的因子是1,2,3,6; 6的因子和是s6)=1+2+3+6=12;
20的因子是1,2,4,5,10,20; 20的因子和是s20)=1+2+4+5+10+20=42;
2的因子是1,2; 2的因子和是s2)=1+2=3;
3的因子是1,3; 3的因子和是s3)=1+3=4;
4的因子和是
s4)=1+2+4=7;
5的因子和是
s5)=1+5=6;
s6)=s2)*s3)=3*4=12;
s20)=s4)*s5)=7*6=42;
这是巧合吗?
再看 s50)=1+2+5+10+25+50=93=3*31=s2)*s25),s25)=1+5+25=31.
这在数论中叫积性函数,当gcda,b)=1时sa*b)=sa)*sb);
如果p是素数
sp^n)=1+p+p^2+…+p^n=p^n+1)-1) /p-1) 1)
例 hdu1452 Happy2004
计算 因子和 s2004^X) mod 29,
2004=2^2 *3 *167
s2004^X) ) = s2^2X))) *s3^X))) * s167^X)))
167)=22;
s2004^X) ) = s2^2X))) *s3^X))) * s22^X)))
a=s2^2X)=2^2X+1)-1)//根据 (1)
b=s3^X)= 3^X+1)-1)/2//根据 (1)
c=s22^X)= 22^X+1)-1)/21//根据 (1)
%运算法则
1. a*b) %p= a%p) *b%p)
%运算法则
2. a/b) %p= a *b^-1)%p)
b^-1)是
b的逆元素 (%p)
2的逆元素是15 ()) ,因为2*15=30 % 29=1 % 29
21的逆元素是18 ()) ,因为21*18=378% 29 =1 % 29
因此
a=(powi2,2*x+1,29)-1)%29;
b=powi3,x+1,29)-1)*15 %29;
c=powi22,x+1,29)-1)*18 %29;
ans=(a*b)% 29*c % 29;
资料拓展: 1.
高次幂快速取模链接
2.积性函数:在数论中的积性函数:对于正整数n的一个算术函数
fn),若f1)=1,且当a,b互质时fab)=fa)fb),在数论上就称它为积性函数。若
对于某积性函数 fn) ,就算a, b不互质,也有fab)=fa)fb),则称它为完全积性的。若将n表示成质因子分解式;
3.求逆元:
在计算a/b)%Mod时,往往需要先计算b%Mod的逆元p(b有逆元的条件是gcdb,Mod)==1,显然素数肯定有逆元),然后由a*p)%Mod
得结果c。这
里b的逆元p满足b*p)%Mod=1。先来简单证明一下:
a/b)%Mod=c; b*p)%Mod=1; ==》 a/b)*b*p) %Mod=c; ==》 a*p)%Mod=c;
从上面可以看出结论的正确性,当然这里b需要是a的因子。接下来就需要知道根据b和Mod,我们怎么计算逆元p了。扩展欧几里德算法,大家应该都知道,就是已知a、b,求一组解x,y)使得a*x+b*y=1。这里求得的x即为a%b的逆元,y为b%a的逆元(想想为什么?把方程两边都模上b或a看看)。
下面解释原因:
模m乘法逆元
定义:对于整数a,m,如果存在整数b,满足ab ≡ 1mod m),则说,b是a的模m乘法逆元。
定理:a存在模m的乘法逆元的充要条件是gcda,m) = 1
充分性:
因为
gcda,m) = 1
根据欧拉定理,有
a^φm) ≡ 1mod m)
因此
a * a^φm)-1) mod m = 1
所以存在a的模m乘法逆元,即a^φm)-1)
必要性:
假设存在a模m的乘法逆元为b,则
ab ≡ 1 mod m)
所以
ab = km +1
所以
1 = ab – km
由欧几里得定理,有
gcda,m) = 1
由定理知:
对于ax + by = 1,可以看出x是a模b的乘法逆元,y是b模a的乘法逆元。
反过来,要计算a模b的乘法逆元,就相当于求ax + by = 1的x的最小正整数解,从而化为线性不定方程解决。
具体参考:http://blog.csdn.net/synapse7/article/details/9901195调用ExtGcd(b,Mod,x,y),x即为b%Mod的逆元p。
求b%Mod的逆元p还有另外一种方法,即p=b^Mod-2)%Mod,因为b^Mod-1)%Mod=1这里需要Mod为素数)。错误分析:1:ify&1)ans*=x%29;//误把试中ans=x*x%292.数据类型要用__int64,代码实现:
#include<cstdio> #include<cstdlib> using namespace std; typedef __int64 ll; ll powmolll x,ll y)//高次幂取模的求x^ymod29 { ll ans=1; x=x%29; whiley) { ify&1)ans*=x%29;//y是奇数情况的处理; x=x*x%29; y>>=1;// } return ans; } int main) { ll x,a,b,c; whilescanf"%I64d",&x),x) { a=powmol2,2*x+1)-1)%29; b=powmol3,x+1)-1)*15%29; c=powmol22,x+1)-1)*18%29; printf"%I64d\n",a*b)%29*c%29); } return 0; }