题意:给出非完全平方数,问你第k项连分数还原后的分数,对1e9+7取余。
对于连分数,我们可以表示为:
对于无理数,ai一定是无穷数列,反之,对于有理数,ai一定是有穷数列。
对于上式中的p与q,有递推式:
而对于sqrt(n)来说,ai中的首项为一个单独的整数,除了它后面的都会循环。
对于这个问题,当然是先求出数列ai,求这个直接倒啊倒。
关键是有了这个ai数列,如何求到第k位的结果。这个当然有循环节,然后在一个循环节内是可以先处理出结果。
然后再计算有多少个这样的循环节,这部分就可以快速幂,剩下的部分就直接multi暴力吧。
此过程中还有一个重要的点,就是:
怎么处理的?
在本题由于sqrt(n)的整数部分没有存进a数组,我们知道p1=a1,p2=a1a2+1,所以我们把上述矩阵表示为:
所以这样完全就解决问题了,如果是q,最后面那个矩阵应该是0,1
#include <iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<cmath> #define M 1000000007 using namespace std; const double eps=1e-8; const int MAX=2; typedef struct { long long m[MAX][MAX]; } Matrix; Matrix I= {1,0, 0,1 }; Matrix yl= {0,1, 1,0 }; Matrix data,ans,P,Q; Matrix matrixmul(Matrix a,Matrix b) //矩阵乘法 { int i,j,k; Matrix c; for (i = 0 ; i < MAX; i++) for (j = 0; j < MAX; j++) { c.m[i][j] = 0; for (k=0; k<MAX; k++) c.m[i][j]+=((a.m[i][k]%(M))*(b.m[k][j]%(M)))%(M); c.m[i][j] %=M; } return c; } Matrix quickpow(long long n) { Matrix m = P, b = I; while (n >= 1) { if (n & 1) b = matrixmul(b,m); n = n >> 1; m = matrixmul(m,m); } return b; } long long gcd(long long a,long long b) { return b?gcd(b,a%b):a; } int getxun(long long n,long long *a) { double k=sqrt(n*1.0); int cnt=0; long long q=1,p=(long long)k,tmp=1; double first=k-p; while(1) { tmp=q; q=n-p*p; long long G=gcd(tmp,q); q/=G; tmp/=G; k=(sqrt(1.0*n)+p)*tmp/q; a[cnt++]=(long long)k; p=abs(p-a[cnt-1]*q); if(fabs(k-a[cnt-1]-first)<eps) break; } return cnt; } int main() { int n,k,f; long long s[10000]; long long p,q; while(~scanf("%d%d",&n,&k)) { P=I,ans=I,Q=I; f=getxun(n,s); int m=k/f,yu=k%f; if(m) { for(int i=f-1; i>=0; i--) { data=yl; data.m[0][0]=s[i]; P=matrixmul(P,data); } Q=quickpow(m); } for(int i=yu-1; i>=0; i--) { data=yl; data.m[0][0]=s[i]; ans=matrixmul(ans,data); } ans=matrixmul(ans,Q); p=ans.m[0][0]; q=ans.m[0][1]; long long ans1=(((long long)sqrt(n)*p)%M+q)%M; cout<<ans1<<"/"<<p<<endl; } return 0; }