POJ 1061青蛙的约会 (扩展欧几里得求最小整数解)

两只青蛙在网上相识了,它们聊得很开心,于是觉得很有必要见一面。它们很高兴地发现它们住在同一条纬度线上,于是它们约定各自朝西跳,直到碰面为止。可是它们出发之前忘记了一件很重要的事情,既没有问清楚对方的特征,也没有约定见面的具体位置。不过青蛙们都是很乐观的,它们觉得只要一直朝着某个方向跳下去,总能碰到对方的。但是除非这两只青蛙在同一时间跳到同一点上,不然是永远都不可能碰面的。为了帮助这两只乐观的青蛙,你被要求写一个程序来判断这两只青蛙是否能够碰面,会在什么时候碰面。 
我们把这两只青蛙分别叫做青蛙A和青蛙B,并且规定纬度线上东经0度处为原点,由东往西为正方向,单位长度1米,这样我们就得到了一条首尾相接的数轴。设青蛙A的出发点坐标是x,青蛙B的出发点坐标是y。青蛙A一次能跳m米,青蛙B一次能跳n米,两只青蛙跳一次所花费的时间相同。纬度线总长L米。现在要你求出它们跳了几次以后才会碰面。 

Input

输入只包括一行5个整数x,y,m,n,L,其中x≠y < 2000000000,0 < m、n < 2000000000,0 < L < 2100000000。

Output

输出碰面所需要的跳跃次数,如果永远不可能碰面则输出一行"Impossible"

Sample Input

1 2 3 4 5

Sample Output

4

题意:》》》

思路:我们假设跳了t次。先考虑两只青蛙在同一点开始跳,那么一只青蛙追上另一只青蛙肯定比他多跳了k*l,,现在不同,再加上相对位移即可 ,换成数学表达式就是  (x+m*t)-(y+n*t)=k*l;我们转换一下 : k*l+(n-m)*t=x-y; 将这个式子用A代替,这样就可以和扩展欧几里得定义式

a*x+b*y=c(gcd(a,b))(用B代替),对应起来了,a=l,b=n-m,x=k,y=t,d=x-y,那么y就是本题的答案,首先注意用扩展欧几里得解二元一次方程有解的条件,上面两个式子对应一下很容易看出x-y必须是c的整数倍,也即是(x-y)%d=0;否则无解(也就是Impossible

);

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1.如果A有解的话,我们接下来求他的最小整数解;因为(x-y)%c=0;所以A=(d/c)*B;

2.因为a*(x-b)+b*(y+a)=c,我们假设a*x0+b*y0=c的一组解为x0,y0;那么a*(x-b)+b*(y+a)=c的解为x=x0+b,y=y0-a;从此我们就可以得出

a*x+b*y=c的一组通解为:x=x0+b*e,y=y0-a*e;(e是一个随机整数)

好,由1的结论我们知道 A=(d/c)*B;而我们由扩展欧几里得得到的解是B的解,因此我们要把得到y乘以(d/c),这样才能得到A这个式子的解,那怎么才能得到他的最小整数解呢,就是用取余了,当d/c=1的时候解出的y最小,那么取余的数就是a/c了,防止y是一个负数,再加上a/c即可;

下面附上我的代码:

#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<vector>
#include<queue>
#include<stack>
#include<string>
#define LL long long 
#define INF 0x3f3f3f3f
#define PI acos(-1.0)
using namespace std;
LL exgcd(LL a,LL b,LL &x,LL &y)
{
	if(!b)
	{
		x=1;
		y=0;
		return a;
	}
	LL r=exgcd(b,a%b,x,y);
	LL t=y;
	y=x-(a/b)*y;
	x=t;
	return r;
}
int main()
{
	LL a,b,x,y,n,m,l,k1,k2;
	cin>>x>>y>>m>>n>>l;
	LL d=x-y;
	a=l;
	b=n-m;
	LL c=exgcd(a,b,k1,k2);
	if(d%c)
		printf("Impossible");
	else{
		LL s=k2*d/c;
		
		LL v=a/c;
		//printf("%lld %lld\n",c,s);
		printf("%lld\n",(s%v+v)%v);
	}
    return 0;
}
 

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