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牛客國慶集訓派對Day1-C:Utawarerumono(數學)

給出一個關於變數x,y的不定方程ax+by=c,顯然這個方程可能有多個整數解。

如果有解,使得p_{2}x^{2}+p_{1}x+q_{2}y^{2}+q_{1}y最小的一組整數解是什麼。你只需要輸出p_{2}x^{2}+p_{1}x+q_{2}y^{2}+q_{1}y的最小值。

輸入描述:

第一行三個空格隔開的整數a,b,c(0 ≤ a,b,c≤ 105)。
第二行兩個空格隔開的整數p1,p2(1 ≤ p1,p2 ≤ 105)。
第三行兩個空格隔開的整數q1,q2(1 ≤ q1,q2 ≤ 105)。

輸出描述:

如果方程無整數解,輸出“Kuon”。
如果有整數解,輸出的最小值。

示例1

輸入

2 2 1
1 1
1 1

輸出

Kuon

示例2

輸入

1 2 3
1 1
1 1

輸出

4

思路:

其實有拓展歐幾里得的影子

用GCD來判斷不定方程ax+by=c是否有解,如果有解,將不定方程和帶入方程p_{2}x^{2}+p_{1}x+q_{2}y^{2}+q_{1}y進行化簡;

過程如下:

y=\dfrac {c-ax}{b}

將y帶入方程可得:

p_{2}x^{2}+p_{1}x+q_{2},\dfrac {c^{2}+a^{2}x^{2}-2acx}{b^{2}}+q_{1}\dfrac {c-ax}{b}

=\left( p_{2}+\dfrac {a^{2}q_{2}}{b^{2}}\right) x^{2}+\left( p_{1}-\dfrac {2acq_{2}}{b^{2}}-\dfrac {aq_{1}}{b}\right) x+\dfrac {q_{2}c^{2}}{b^{2}}+\dfrac {q_{1}c}{b}

由拋物線的性質可知:方程p_{2}x^{2}+p_{1}x+q_{2}y^{2}+q_{1}y的最小值在對稱軸附近

由上式化簡可知,拋物線的對稱軸為:\dfrac {\dfrac {q_{1}a}{b}+\dfrac {2acq_{2}}{b^{2}}-p_{1}}{2\left( p_{2}+\dfrac {a^{2}}{b^{2}}q_{2}\right) }

然後在這條拋物線兩邊來找滿足ax+by=c的整數解就可以了(即滿足\left( c-ax\right) \% b=0),然後求兩邊滿足要求的最小解就可以了

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <math.h>
using namespace std;
ll gcd(ll a,ll b)
{return b?gcd(b,a%b):a;}
int main(int argc, char const *argv[])
{
	
	ll a,b,c;
	ll p1,p2;
	ll q1,q2;
	cin>>a>>b>>c;
	cin>>p1>>p2;
	cin>>q1>>q2;
	ll _=gcd(a,b);
	if(c%_)
		cout<<"Kuon"<<endl;
	else
	{
		ll x=((2*a*c*q2)/(b*b)+a*q1/b-p1)/(2*(p2+(a*a*q2)/(b*b)));
		ll x1=x,x2=x;
		while((c-a*x1)%b)
			x1--;
		while((c-a*x2)%b)
			x2++;
		ll a1=(c-a*x1)/b;
		ll a2=(c-a*x2)/b;
		ll res1=(p1*x1+p2*x1*x1+q2*a1*a1+q1*a1);
		ll res2=(p1*x2+p2*x2*x2+q2*a2*a2+q1*a2);
		cout<<min(res1,res2)<<endl;
	}
	return 0;
}

其實是down大神的這是連結