已知斐波那契数列 f n =f n−1 +f n−2 (n>=3),f 1 =1,f 2 =1 求解该数列的第n项,结果对998244353取模。 提示:矩阵快速幂,unsigned long long的最大值:1844674407370955161(1.8e18)
时间: 2023-05-31 08:20:03 浏览: 628
### 回答1:
可以使用矩阵快速幂来求解斐波那契数列的第n项,具体步骤如下:
1. 定义一个2x2的矩阵A,初始值为{{1, 1}, {1, }}。
2. 定义一个2x1的矩阵F,初始值为{{1}, {1}},表示斐波那契数列的前两项。
3. 定义一个n-2次方的整数k,表示需要计算的斐波那契数列的第n项是第k+2项。
4. 计算矩阵A的k次方,得到一个2x2的矩阵B。
5. 计算矩阵B和矩阵F的乘积,得到一个2x1的矩阵C。
6. 斐波那契数列的第n项即为矩阵C的第二个元素,对998244353取模后输出即可。
需要注意的是,在计算矩阵的乘积时,需要使用unsigned long long类型来存储中间结果,以避免溢出。
### 回答2:
斐波那契数列是一种著名的数学问题,它是由递归公式f(n)=f(n-1)+f(n-2)得到的。在计算斐波那契数列中的第n项时,如果使用递归的方式计算,时间复杂度为O(2^n),速度非常慢。因此,我们需要寻找更高效的算法来处理这个问题。
矩阵快速幂是一种可以在O(log n)的时间内计算幂的算法。因此,我们可以利用矩阵快速幂算法来计算斐波那契数列,以得到更高效的解决方案。
在矩阵快速幂算法中,我们需要构建一个2*2的矩阵,然后再将其进行快速幂运算。该矩阵的结构为:
|1 1|
|1 0|
其中,矩阵中的(1,1)表示f(n),(1,2)表示f(n-1),(2,1)表示f(n-1),(2,2)表示f(n-2)。因此,在计算第n项斐波那契数列时,我们只需要对该矩阵进行快速幂运算,就可以得到正确的结果。
具体的计算方法为:
1. 构建矩阵M;
2. 对矩阵M进行n-2次幂运算;
3. 得到结果f(n)=M(1,1)。
由于本题需要对最终结果取模,因此,我们还需要在计算过程中对每步结果进行取模处理。
综上所述,我们可以使用矩阵快速幂算法来计算斐波那契数列中的第n项,并用结果对998244353取模。
### 回答3:
斐波那契数列是一种常见的数列,其特点是每个数都是前两个数之和,即f[n] = f[n-1] + f[n-2]。其中f[1] = 1,f[2] = 1。
当n很小的时候,可以直接使用递归方法求解。但是当n较大时,递归方法会导致时间复杂度变高,运算速度变慢。这时,可以使用矩阵快速幂的方法来求解。
矩阵快速幂的思想是将一个矩阵不断平方,从而快速求得其幂次。在求解斐波那契数列中,可以将f[n]写成一个2×2的矩阵F,其元素为[1,1,1,0],即:
F = [f[n], f[n-1];
f[n-1], f[n-2]];
那么,f[n]就是F的第一行第一列元素。接下来,我们可以用矩阵快速幂的方法求解F的n次方,从而得到f[n]的值。
具体地,我们可以将n写成二进制数,例如n=13,二进制为1101。则F的13次方可以写成F^(1*2^0 + 0*2^1 + 1*2^2 + 1*2^3),也就是F^(1)*F^(4)*F^(8)。这样,我们只需要求出F的1次方、4次方、8次方,再按照上述方法相乘即可快速求解F的13次方,从而得到f[13]的值。
在具体实现时,需要注意数据类型的问题。由于模数为998244353,所以需要使用unsigned long long类型来避免数值溢出。同时,需要注意矩阵乘法的运算次数,以保证算法的效率。
综上所述,使用矩阵快速幂的方法能够快速准确地求解斐波那契数列的第n项,包括在大数据情况下的优秀表现。
阅读全文