题意:求斐波那契数列模一个数的循环节的长度。
分析过程:首先我们知道fib数列模p如果出现了连续的1,0就意味这着开始循环了,因为接下来的项就是1 1 2 3 5等等。
那么很显然如果在第k位第一次出现了1,0,那么对于以后的1,0都可以表示为k*m。
那么,现在我们考虑如果fib数列模p在第pos位第一次出现了0,那么设0前面的那个数为a,则接下来的序列将是a,0,a,
a,2a,3a,5a,8a,....。可以看出a的系数就是一个fib数列,那么我们就可以得到fib(k+i)%p=a*fib(i)%p,其中i满
足0<i<k,所以进一步可以得到fib(i)=[a^j*fib(i-k*j)]%p。
那么我们现在先来说说如何求fib数模一个正整数n的循环节长度:
对于这个问题,我们先对n进行素因子分解,得到:,然后先对每一个形如p^k的数计算循环节,然后它们
的最小公倍数就是n的循环节长度(当然这里面涉及到CRT等等方面的基础)。那么现在问题就是计算p^k的循环节,这个问题
可以进一步简化成求G(p)*p^(k-1)。其中G(p)表示fib数列模素数p的循环节长度,所以现在的问题是如何求fib数列模一个
小于10^6的素数p的循环节长度。
求fib数列模p(p是素数)的最小循环节方法:
暴力枚举fib[i]%p==0的最小的i,然后记录pos=i+1,设a为fib[i]%p==0的前一位数,即a=fib[i-1]
那么我们知道fib数列模p的最小循环节长度一定是pos*x,那么也就是说现在要求一个最小的数x,满足,
求出x后,那么问题就解决了,剩下的就是合并等等。
#include <iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<cmath> using namespace std; #define maxn 1000005 bool isprime[maxn]; typedef long long ll; ll prime[maxn],nprime; ll gcd(ll a,ll b) { return b?gcd(b,a%b):a; } void getprime() { ll i,j; memset(isprime,1,sizeof(isprime)); nprime=0; for(i=2; i<maxn; i++) if(isprime[i]) { prime[nprime++]=i; for(j=i*i; j<maxn; j+=i) isprime[j]=0; } } ll factor[100][2],tol; void findfac(ll n) { ll x=n,l=(ll)sqrt((double)n); tol=0,memset(factor,0,sizeof(factor)); for(int i=0; prime[i]<=l; i++) if(x%prime[i]==0) { factor[tol][0]=prime[i]; while(x%prime[i]==0) factor[tol][1]++,x/=prime[i]; tol++; } if(x>1) factor[tol][0]=x,factor[tol++][1]++; } ll exp_mod(ll a,ll b,ll c) { ll ret=1; while(b) { if(b&1) ret=ret*a%c; b>>=1,a=a*a%c; } return ret; } ll getPrimeLoop(ll p)//求一个素数的循环节 { ll pos=3,f1=1,f2=1,f3=2%p,k=1e9,l=(ll)sqrt((double)p-1); while(f3) f1=f2,f2=f3,f3=(f1+f2)%p,pos++;//找到第一个值是0的点 for(ll i=1; i<=l; i++) if((p-1)%i==0) { if(exp_mod(f2,(p-1)/i,p)==1) k=min(k,(p-1)/i); if(exp_mod(f2,i,p)==1) k=min(k,i); } return pos*k; } ll solve(ll p,ll k)//求一个素数的k次方的循环节 { ll ans=getPrimeLoop(p); for(int i=0; i<k-1; i++) ans*=p; return ans; } int main() { int t,ca=0; ll n,ans; getprime(); scanf("%d",&t); while(t--) { scanf("%I64d",&n); findfac(n); ans=1; ll temp; for(int i=0; i<tol; i++) temp=solve(factor[i][0],factor[i][1]),ans=ans/gcd(ans,temp)*temp; printf("Case #%d: %I64d\n",++ca,ans); } return 0; }