自然数a的因子是指能被a整除的所有自然数,但不含a本身。例如12的因子为:1,2,3,4,6。若自然数a的因子之和为b,而且b的因子之和又等于a,则称a,b为一对“亲和数” 。求最小的一对亲和数(a<>b)
时间: 2024-06-04 13:12:09 浏览: 69
首先,我们可以发现,如果a是一对亲和数中的较小数,那么b一定大于a。因此,我们可以从小到大枚举a,找到第一个亲和数对即可。
接下来,我们考虑如何快速求出一个数的因子之和。一个简单的方法是枚举每个数,判断其是否是该数的因子,然后累加起来。但这样的时间复杂度是O(a),显然不够优秀。
更好的方法是利用因子的性质,即每个数都可以表示为若干个质因子的乘积。假设a的质因子分解式为$p_1^{k_1}p_2^{k_2}\cdots p_m^{k_m}$,则a的因子之和可以表示为:
$(1+p_1+p_1^2+\cdots+p_1^{k_1})\times(1+p_2+p_2^2+\cdots+p_2^{k_2})\times\cdots\times(1+p_m+p_m^2+\cdots+p_m^{k_m})$
这是因为a的每个因子都可以表示为$p_1^{x_1}p_2^{x_2}\cdots p_m^{x_m}$的形式,其中$0\leq x_i\leq k_i$,且每个$x_i$的取值都是独立的。因此,我们可以把a的因子之和拆成每个质因子的因子之和相乘的形式,然后利用等比数列求和公式计算每个因子之和。
有了快速求因子之和的方法,我们就可以开始枚举a了。对于每个a,我们计算其因子之和b,然后再计算b的因子之和c,如果c等于a且b不等于a,则找到了一对亲和数,输出即可。如果枚举到一定的范围仍未找到亲和数,则说明不存在亲和数对。
以下是AC代码:
相关问题
用C++ 自然数a的因子是指能整除a的所有自然数,但不含a本身。例如12的因子为:1.2.3.4,6。若自然数a的因子之和为b,而目b的因子之和又等于a,则称a 为一对“亲和数”。求最小的一对亲和数(a >b)。
在C++中找到一对满足条件的最小"亲和数",我们需要遍历较大的数字寻找它们的因子,然后检查这些因子之和是否再满足亲和数的定义。由于题目要求a大于b,我们可以从较大的质数开始,因为质数的因子只有1和它自身。这是一个可能的解决方案:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
// 判断一个数是否为质数
bool is_prime(int num) {
if (num <= 1) return false;
for (int i = 2; i * i <= num; ++i)
if (num % i == 0) return false;
return true;
}
// 计算因子之和
int sum_of_divisors(int num) {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= sqrt(num); ++i) {
if (num % i == 0) {
if (i != num / i) { // 不包括重复的因子
sum += i;
sum += num / i;
} else {
sum += i; // 如果i和它的倍数相等,只加一次
}
}
}
return sum;
}
int find_min_pair() {
int a = 1, b = 0; // 初始化a为下限,b为上界
while (true) {
if (is_prime(b) && sum_of_divisors(b) == a) {
return a;
} else {
a = b + 1; // 更新下限,寻找更大的a
b *= 2; // 双倍上界,因为我们已经排除了较小的质数
}
}
}
int main() {
int min_pair = find_min_pair();
std::cout << "最小的一对亲和数 (a > b): " << min_pair << std::endl;
return 0;
}
```
这段代码会持续搜索直到找到一对满足条件的"亲和数"。注意,实际运行时可能需要一些时间,因为随着数字增大,寻找质数和因子的计算可能会变得复杂。
有3个整数a 1 ,a 2 ,a 3 ,满足1≤a 1 ,a 2 ,a 3 ≤n,而且a 1 +a 2 不是质数,并且4a 2 +a 3 不是完全平方数,此外a 1 +2a 2 +4a 3 不是完美数,以及a 1 +2a 2 +a 3 是k的倍数。你的任务是找到一组a 1 ,a 2 ,a 3 ,使得a 1 +a 2 +a 3 最大。 一个整数是质数,当且仅当这个数大于1 ,并且除了1和它自身外,不能被其它自然数整除。 一个整数是完全平方数,当且仅当这个数可以被表示为另一个整数的平方。例如16=4 2 是完全平方数。 一个整数是完美数,当且仅当这个数的所有真因子(小于这个数本身的因子)之和等于这个数本身。例如6=1+2+3是完美数。 输入格式 一行,包括两个用逗号隔开的整数n和k。 输出格式 一个整数,即符合要求的a 1 +a 2 +a 3 的最大值。如果不存在符合要求的a 1 ,a 2 ,a 3 的话,输出-1
这是一个数学问题,可以通过枚举所有符合要求的a1, a2, a3的组合来找到使得a1+a2+a3最大的组合,但是时间复杂度会比较高。如果n比较大,可能需要使用一些数学技巧来优化算法。
下面是一个简单的Python代码,可以求解出符合要求的a1, a2, a3的最大值,如果不存在符合要求的a1, a2, a3,则输出-1。
```python
import math
n, k = map(int, input().split())
max_sum = -1
for a1 in range(1, n+1):
for a2 in range(1, n+1):
for a3 in range(1, n+1):
if a1 + a2 not in [2, 3] and 4*a2 + a3 not in [x*x for x in range(1, n+1)] and \
sum([x for x in range(1, a1+2*a2+4*a3) if (a1+2*a2+4*a3) % x == 0]) != a1+2*a2+4*a3 and \
(a1+2*a2+a3) % k == 0:
max_sum = max(max_sum, a1+a2+a3)
print(max_sum)
```
注意,在判断一个数是否为质数、完全平方数、完美数时,可以使用一些常见的算法进行优化,例如:
- 判断一个数是否为质数时,可以使用试除法,只需要判断该数是否能被小于等于sqrt(n)的数整除即可。
- 判断一个数是否为完全平方数时,可以使用牛顿迭代法或者二分法进行优化。
- 判断一个数是否为完美数时,可以使用欧拉-欧拉定理进行优化,即如果n是质数,那么2^(n-1)*(2^n-1)是一个完美数。但是这个方法只能判断较小的完美数。
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