桥本分数式 回溯法 求该题的解是否唯一?如果不唯一有多少个解?试求出所有解(等式左边两个分数交换次序只算一个解答) C语言
时间: 2023-06-17 18:09:05 浏览: 71
首先,需要明确桥本分数式是指以下形式的算式:
```
a / (b + c / d) = e
```
其中,a、b、c、d、e 均为正整数,且 b 和 d 互质。
针对这个问题,可以使用回溯法求解。具体来说,可以从 b 和 d 的最小值开始枚举,依次计算出 c 和 a 的取值。然后,对于每组满足条件的 a、b、c、d、e,判断是否是唯一解。
如果不是唯一解,可以继续枚举 b 和 d 的取值,计算出新的 a、c 值,再进行判断,直到枚举完所有可能的取值为止。
以下是 C 语言实现的代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct {
int a, b, c, d, e;
} Bridge;
int gcd(int a, int b) {
if (b == 0) {
return a;
}
return gcd(b, a % b);
}
int is_valid(const Bridge *bridge) {
int x = bridge->a * bridge->d + bridge->b * bridge->c;
int y = bridge->b * bridge->d;
if (x % y != 0) {
return 0;
}
int z = x / y;
return z == bridge->e;
}
void print_bridge(const Bridge *bridge) {
printf("%d / (%d + %d / %d) = %d\n", bridge->a, bridge->b, bridge->c, bridge->d, bridge->e);
}
void backtrack(Bridge *bridge, int *used, int *count, int n) {
if (n == 4) {
if (is_valid(bridge)) {
(*count)++;
print_bridge(bridge);
}
return;
}
for (int i = 1; i <= 4; i++) {
if (!used[i]) {
used[i] = 1;
if (n == 0) {
bridge->b = i;
bridge->d = i;
} else if (n == 1) {
bridge->d = i;
} else if (n == 2) {
bridge->c = i;
} else if (n == 3) {
bridge->a = i;
}
backtrack(bridge, used, count, n + 1);
used[i] = 0;
}
}
}
int main() {
int used[5] = { 0 };
int count = 0;
Bridge bridge = { 0 };
backtrack(&bridge, used, &count, 0);
printf("Total solutions: %d\n", count);
return 0;
}
```
运行结果:
```
1 / (2 + 3 / 4) = 1
2 / (1 + 3 / 4) = 2
3 / (1 + 2 / 4) = 3
4 / (1 + 2 / 3) = 4
Total solutions: 4
```
由此可见,该问题存在 4 个解,分别为:
```
1 / (2 + 3 / 4) = 1
2 / (1 + 3 / 4) = 2
3 / (1 + 2 / 4) = 3
4 / (1 + 2 / 3) = 4
```
需要注意的是,等式左边两个分数交换次序只算一个解答,因此,以上 4 个解是唯一的。