首页 > 代码库 > 极值问题
极值问题
题目:
已知m、n为整数,且满足下列两个条件:
① m、n∈1,2,...,K,(1≤K≤10^9)
② (n^ 2-mn-m^2)^2=1
编一程序,对给定K,求一组满足上述两个条件的m、n,并且使m^2+n^2的值最大。例如,若K=1995,则m=987,n=1597,则m、n满足条件,且可使m^2+n^2的值最大。
输入
输入仅一行,K的值。
输出
输出仅一行,m^2+n^2的值。
样例输入
1995
样例输出
3524578
题目字数不多,但是条件2看起来貌似有点复杂,但实际上,它也是个突破口;由条件2:(n^ 2-mn-m^2)^2=1
故而: (m^2 + mn- n^2)^2=1
继续化简:m^2+mn-n^2=(m+n)^2-mn-2n^2
=(m+n)^2-(m+n)n-n^2
即: (n^2-mn-m^2)^2=[(m+n)^2-(m+n)n-n^2]^2
我们观察上述最后的等式,我们可以发现
n->m+n (第一个平方)
m->n,n->m+n(中间的因式)
m->n(第二个平方)
这时我们发现这是我们熟悉的斐波那契数列,这样,这一题的突破口很明显了,m、n都是在K(包括K)之内的最大的两个满足斐波那契数列的数;
另外由于1≤K≤10^9可能m、n数字较大,即会发生数字超限,用两个数组进行平方运算以及相加运算;
#include <iostream> using namespace std; void Add(int *arrm, int *arrn, int len) //大整数相加 { int *arr = new int[len + 1]; for(int i = 0; i < len + 1; i++) arr[i] = 0; for(int i = 0; i < len; i++) { arr[i] += arrm[i] + arrn[i]; if(arr[i] >= 10) //进位 { arr[i + 1] += arr[i] / 10; arr[i] %= 10; } } int index = len; while(!arr[index]) { index--; } for(int i = index; i >= 0; i--) cout << arr[i]; cout << endl; } void Mul(int *arr, int *arr1, int len1) //大整数相乘 { for(int i = 0; i < len1; i++) { for(int j = 0; j < len1; j++) { arr[i + j] += arr1[i] * arr1[j]; if(arr[i + j] >= 10) //进位 { arr[i + j + 1] += arr[i + j] / 10; arr[i + j] %= 10; } } } } void BigData(int m, int n) { int num1 = m; int num2 = n; int *arr1 = new int[10]; int *arr2 = new int[10]; int len1 = 0, len2 = 0; while(num1) //数字数组化 { arr1[len1++] = num1 % 10; num1 /= 10; } while(num2) { arr2[len2++] = num2 % 10; num2 /= 10; } int len; if(len1 > len2) len = 2 * len1; else len = 2 * len2; int *arrm = new int[len]; int *arrn = new int[len]; for(int i = 0; i < len; i++) { arrm[i] = 0; arrn[i] = 0; } Mul(arrm, arr1, len1); //大整数相乘 Mul(arrn, arr2, len2); Add(arrm, arrn, len); //相加 } void Fibo(int K) { if(K < 1) return; if(K == 1) { cout << 2 << endl; return; } int m = 1, n = 1; int p = m + n; while(p <= K) //寻找满足条件的两个Fibonacci数 { m = n; n = p; p = m + n; } if(m < 10000 || n < 10000) cout << m * m + n * n << endl; else BigData(m, n); } int main() { int K; cin >> K; Fibo(K); return 0; }
O(∩_∩)O欢迎指教....
声明:以上内容来自用户投稿及互联网公开渠道收集整理发布,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任,若内容有误或涉及侵权可进行投诉: 投诉/举报 工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。