python求不定方程ax+by=c关于未知数x和y的所有非负整数解组数并输出。
时间: 2023-05-25 19:02:01 浏览: 275
A:
这个问题是求不定方程的非负整数解组数,可以使用线性丢番图法(Diophantine Equation)进行求解。
具体步骤如下:
1. 首先,计算出ax和by的最大公约数g,如果c不是g的倍数,则说明方程无解。
2. 如果g是c的倍数,那么我们可以将方程两边同时除以g,得到ax' + by' = c',其中x'和y'都是整数。
3. 使用扩展欧几里得算法(Extended Euclidean Algorithm)计算出x'和y',得到一组特解。同时,我们还需要计算出x'和y'构成的一个齐次线性方程ax'' + by'' = 0的通解。
4. 最后,我们可以通过枚举x''和y''的非负整数解,得到原方程的所有非负整数解。
下面是Python代码实现:
```python
def gcd(a, b):
if b == 0:
return a
return gcd(b, a % b)
def extended_gcd(a, b):
if b == 0:
return (1, 0, a)
(x, y, g) = extended_gcd(b, a % b)
return (y, x - (a // b) * y, g)
def diophantine_equation(a, b, c):
g = gcd(a, b)
if c % g != 0:
return "No solution"
else:
a, b, c = a//g, b//g, c//g
(x, y, _) = extended_gcd(a, b)
x, y = x * c, y * c
return [(x + k * b, y - k * a) for k in range(g)]
a, b, c = map(int, input().split())
solutions = diophantine_equation(a, b, c)
if solutions == "No solution":
print("No solution")
else:
print("Number of non-negative integer solutions:", len(solutions))
for sol in solutions:
print("x =", sol[0], ", y =", sol[1])
```
该代码首先定义了gcd函数和扩展欧几里得算法函数extended_gcd,用于计算最大公约数和计算特解和通解。
然后定义了diophantine_equation函数,用于求解非负整数解。该函数计算出最大公约数g,并判断c是否是g的倍数。如果不是,则返回"No solution";否则,计算出除以g后的新方程ax' + by' = c',并调用扩展欧几里得算法函数计算特解x和y。最后,使用一个循环枚举所有非负整数解,并返回结果。
最后,我们读入a, b, c三个参数,调用diophantine_equation函数求解,如果无解则输出"No solution",否则输出非负整数解的个数以及每个解的x和y值。
阅读全文