• Wannafly挑战赛22 A计数器(裴蜀定理 gcd)


    有一个计数器,计数器的初始值为0,每次操作你可以把计数器的值加上a1,a2,...,an中的任意一个整数,操作次数不限(可以为0次),问计数器的值对m取模后有几种可能。

    输入描述:

    第一行两个整数n,m
    
    接下来一行n个整数表示a1,a2,...,an
    1≤n≤100
    1≤m,a1,a2,...,an≤1000000000

    输出描述:

    输出一个整数表示答案

    示例1

    输入

    3 6
    6 4 8

    输出

    3

    思路:

    在数论中,裴蜀定理是一个关于最大公约数(或最大公约式)的定理。裴蜀定理得名于法国数学家艾蒂安·裴蜀,说明了对任何整数a、b和它们的最大公约数d,关于未知数x和y的线性丢番图方程(称为裴蜀等式):

    ax + by = m

    有解当且仅当m是d的倍数。裴蜀等式有解时必然有无穷多个整数解,每组解x、y都称为裴蜀数,可用辗转相除法求得。

    例如,12和42的最大公因子是6,则方程12x + 42y = 6有解。事实上有(-3)×12 + 1×42 = 6及4×12 + (-1)×42 = 6。

    特别来说,方程 ax + by = 1 有解当且仅当整数a和b互素。

    裴蜀等式也可以用来给最大公约数定义:d其实就是最小的可以写成ax + by形式的正整数。这个定义的本质是整环中“理想”的概念。因此对于多项式整环也有相应的裴蜀定理。

    对任意两个整数a、b设d是它们的最大公约数。那么关于未知数x和y的线性丢番图方程(称为裴蜀等式):

    ax + by = m

    有整数解(x,y)当且仅当m是d的倍数。裴蜀等式有解时必然有无穷多个解。

    以上定理可推广到n个,n≥2

    如1st IMO 1959第1题:证明对任意自然数n,(21n+4)/(14n+3)为既约分数。证明:很容易看出3(14n+3)-2(21n+4)=1,由裴蜀定理,21n+4与14n+3互质,故(21n+4)/(14n+3)为既约分数。Q.E.D.

    另如:5x+4y+3z可表示全部整数.因为3,4,5互质,所以5x+4y+3z可以等于1,则必定可以等于其他任意整数。

    代码如下:

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cmath>
    using namespace std;
    
    int gcd(int a,int b)
    {
        if(b == 0)
        return a;
        return gcd(b,a%b);
    }
    int main()
    {
        int n,m,x;
        cin >> n >> m;
        int count = m;
        for(int i = 0;i < n;i ++)
        {
            cin >> x;
            count  = gcd(x,count);
        }
        cout << m / count ;
        return 0;
    }
    
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