题目描述:

人生来就有三个生理周期,分别为体力、感情和智力周期,它们的周期长度为23天、28天和33天。每一个周期中有一天是高峰。在高峰这天,人会在相应的方面表现出色。例如,智力周期的高峰,人会思维敏捷,精力容易高度集中。因为三个周期的周长不同,所以通常三个周期的高峰不会落在同一天。对于每个人,我们想知道何时三个高峰落在同一天。对于每个周期,我们会给出从当前年份的第一天开始,到出现高峰的天数(不一定是第一次高峰出现的时间)。你的任务是给定一个从当年第一天开始数的天数,输出从给定时间开始(不包括给定时间)下一次三个高峰落在同一天的时间(距给定时间的天数)。例如:给定时间为10,下次出现三个高峰同天的时间是12,则输出2(注意这里不是3)。

输入:

输入四个整数:p, e, i和d。 p, e, i分别表示体力、情感和智力高峰出现的时间(时间从当年的第一天开始计算)。d 是给定的时间,可能小于p, e, 或 i。 所有给定时间是非负的并且小于365, 所求的时间小于21252。

当p = e = i = d = -1时,输入数据结束。

分析:

有题可得出:S = p + T1*N1 = e + T2*N2 = i + T3*k3,其中S为出现三次高峰叠加的时间,N1,N2,N3分别为体力、感情和智力的周期。这是一个典型的中国剩余定理。

AC代码:

/*

* 人自出生起就有体力,情感和智力三个生理周期,分别为23,28和33天。

* 一个周期内有一天为峰值,在这一天,人在对应的方面(体力,情感或智力)表现最好。

* 通常这三个周期的峰值不会是同一天。现在给出三个日期,分别对应于体力,情感,智力出现峰值的日期.

* 然后再给出一个起始日期,要求从这一天开始,算出最少再过多少天后三个峰值同时出现。

*/

import java.util.*;

public class POJ1006 {

public static void main(String[] args) {

Scanner s = new Scanner(System.in);

int a, b, c;//分别代表28*33*k1+,23*33*k2,23*28*k3

int p, i, e, d;

int k, days, count = 1;

//分别求出三个符合条件的公倍数

for(k=1; (28*33*k)%23 != 1; k++);

a = 28*33*k;

for(k=1; (23*33*k)%28 != 1; k++);

b = 23*33*k;

for(k=1; (23*28*k)%33 != 1; k++);

c = 23*28*k;

while(s.hasNext()){

p = s.nextInt();

i = s.nextInt();

e = s.nextInt();

d = s.nextInt();

if(p==-1 && i==-1 && e==-1 && d==-1)

break;

days = (a*p+b*i+c*e)%21252 - d;

if(days <= 0)

days = days + 21252;

System.out.println("Case " + count + ": the next triple peak occurs in " + days +" days.");

count++;

s.close();

}

}

}

中国剩余定理介绍(引用自http://www.cnblogs.com/walker01/archive/2010/01/23/1654880.html)

在《孙子算经》中有这样一个问题:“今有物不知其数,三三数之剩二(除以3余2),五五数之剩三(除以5余3),七七数之剩二(除以7余2),问物几何?”这个问题称为“孙子问题”,该问题的一般解法国际上称为“中国剩余定理”。具体解法分三步:

1、找出三个数:从3和5的公倍数中找出被7除余1的最小数15,从3和7的公倍数中找出被5除余1 的最小数21,最后从5和7的公倍数中找出除3余1的最小数70。

2、用15乘以2(2为最终结果除以7的余数),用21乘以3(3为最终结果除以5的余数),同理,用70乘以2(2为最终结果除以3的余数),然后把三个乘积相加(15*2+21*3+70*2)得到和233。

3、用233除以3,5,7三个数的最小公倍数105,得到余数23,即233%105=23。这个余数23就是符合条件的最小数。

就这么简单。我们在感叹神奇的同时不禁想知道古人是如何想到这个方法的,有什么基本的数学依据吗?

中国剩余定理分析

我们将“孙子问题”拆分成几个简单的小问题,从零开始,试图揣测古人是如何推导出这个解法的。

首先,我们假设n1是满足除以3余2的一个数,比如2,5,8等等,也就是满足3*k+2(k>=0)的一个任意数。同样,我们假设n2是满足除以5余3的一个数,n3是满足除以7余2的一个数。

有了前面的假设,我们先从n1这个角度出发,已知n1满足除以3余2,能不能使得 n1+n2 的和仍然满足除以3余2?进而使得n1+n2+n3的和仍然满足除以3余2?

这就牵涉到一个最基本数学定理,如果有a%b=c,则有(a+kb)%b=c(k为非零整数),换句话说,如果一个除法运算的余数为c,那么被除数与k倍的除数相加(或相减)的和(差)再与除数相除,余数不变。这个是很好证明的。

以此定理为依据,如果n2是3的倍数,n1+n2就依然满足除以3余2。同理,如果n3也是3的倍数,那么n1+n2+n3的和就满足除以3余2。这是从n1的角度考虑的,再从n2,n3的角度出发,我们可推导出以下三点:

1、为使n1+n2+n3的和满足除以3余2,n2和n3必须是3的倍数。

2、为使n1+n2+n3的和满足除以5余3,n1和n3必须是5的倍数。

3、为使n1+n2+n3的和满足除以7余2,n1和n2必须是7的倍数。

因此,为使n1+n2+n3的和作为“孙子问题”的一个最终解,需满足:

1、n1除以3余2,且是5和7的公倍数。

2、n2除以5余3,且是3和7的公倍数。

3、n3除以7余2,且是3和5的公倍数。

所以,孙子问题解法的本质是从5和7的公倍数中找一个除以3余2的数n1,从3和7的公倍数中找一个除以5余3的数n2,从3和5的公倍数中找一个除以7余2的数n3,再将三个数相加得到解。在求n1,n2,n3时又用了一个小技巧,以n1为例,并非从5和7的公倍数中直接找一个除以3余2的数,而是先找一个除以3余1的数,再乘以2。

这里又有一个数学公式,如果a%b=c,那么(a*k)%b=a%b+a%b+…+a%b=c+c+…+c=kc(k>0),也就是说,如果一个除法的余数为c,那么被除数的k倍与除数相除的余数为kc。展开式中已证明。

最后,我们还要清楚一点,n1+n2+n3只是问题的一个解,并不是最小的解。如何得到最小解?我们只需要从中最大限度的减掉掉3,5,7的公倍数105即可。道理就是前面讲过的定理“如果a%b=c,则有(a-kb)%b=c”。所以(n1+n2+n3)%105就是最终的最小解。

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