- 小凯的疑惑
- 2017-11-25 11:21:56 @
题目:给定\(a,b\)且\(gcd(a,b)=1\),求最大的\(m\),使得\(m\)不能被表示为\(ax+by(x\geq0,y\geq0)\)的形式
aha!我被小学奥数题虐爆了
猜结论:答案是\(ab-a-b\),当然猜出来还不够,我们还得证出来
用到一个引理:不定方程\(ax+by=c(a,b,c\gt0)\)一定有一组解\((x_1,y_1)\)满足\(-a\lt y_1\leq0\)且\(x_1\gt0\)
先证引理
首先,显然\(x,y\)中至少有一个非负(都是负数怎么等于\(c\))
然后假设有一组特解\((x_0,y_0)\),那么通解为\((x_0+bt,y_0-at)(t\in Z)\)
所以有一组特解\((x_1,y_1)\)满足\(-a\lt y_1\leq0\)
因为\(y_1\leq0\),所以\(x_1\gt0\)
引理得证
再证原命题
\(a=1\)或\(b=1\)时命题成立,下面考虑\(a\gt1,b\gt1\)
分两步:
#1.证\(ab-a-b\neq ax+by\)
假设\(ab-a-b=ax+by(x\geq0,y\geq0)\)
那么\(ab=a(x+1)+b(y+1)\)
令\(m=x+1,n=y+1(m\geq1,n\geq1)\),则\(ab=am+bn\)
所以\(a|bn\)
又因为\(gcd(a,b)=1\),所以\(a|n\),不妨设\(n=an'\)
上面的式子变为\(ab=am+abn'\),推出\(am=(1-n')ab\leq0\),矛盾!
原命题得证
#2.证\(ab-a-b+t(t\geq1)\)可以被分解为\(ax+by\)的形式
构造不定方程\(au+bv=t\),由引理得它有一组特解满足\(-a\lt v_0\leq0\)且\(u_0\gt0\)
\(ab-a-b+t=ab-a-b+au_0+bv_0=(u_0-1)a+(v_0+a-1)b\)
因为\(u_0-1\geq0,v_0+a-1\geq0\),所以原命题得证
所以,\(ab-a-b\)是最大的不能被表示为\(ax+by\)的整数
#include<stdio.h>
#define ll long long
ll a,b;
int main(){
scanf("%lld%lld",&a,&b);
printf("%lld",a*b-a-b);
}
1 条评论
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yejun LV 10 @ 2017-11-25 18:30:18
讲的很详细,顶
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