HDU 5950 - Recursive sequence - [矩阵快速幂加速递推][2016ACM/ICPC亚洲区沈阳站 Problem C]

时间:2022-09-27 15:40:16

题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=5950

Farmer John likes to play mathematics games with his N cows. Recently, they are attracted by recursive sequences. In each turn, the cows would stand in a line, while John writes two positive numbers a and b on a blackboard. And then, the cows would say their identity number one by one. The first cow says the first number a and the second says the second number b. After that, the i-th cow says the sum of twice the (i-2)-th number, the (i-1)-th number, and $i^4$. Now, you need to write a program to calculate the number of the N-th cow in order to check if John’s cows can make it right.

Input
The first line of input contains an integer t, the number of test cases. t test cases follow. 
Each case contains only one line with three numbers N, a and b where $N,a,b < 2^31$ as described above.

Output
For each test case, output the number of the N-th cow. This number might be very large, so you need to output it modulo $2147493647$.

Sample Input
2
3 1 2
4 1 10

Sample Output
85
369

Hint
In the first case, the third number is $85 = 2 \times 1 + 2 + 3^4$.
In the second case, the third number is $93 = 2 \times 1 + 1 \times 10 + 3^4$ and the fourth number is $369 = 2 \times 10 + 93 + 4^4$.

题意:

给出 $a,b,n$,已知 $a_1 = a, a_2 = b$,且对于 $i>2$ 的 $a_i = 2a_{i-2} + a_{i-1} + i^4$,求 $a_n$。

题解:

看一眼 $n$ 最大在 $2e9$,显然不是暴力的递推。考虑矩阵快速幂加速递推。

不妨设一个矩阵

HDU 5950 - Recursive sequence - [矩阵快速幂加速递推][2016ACM/ICPC亚洲区沈阳站 Problem C]

那么就有

HDU 5950 - Recursive sequence - [矩阵快速幂加速递推][2016ACM/ICPC亚洲区沈阳站 Problem C]

我们只要求出一个矩阵 $A$,使其满足 $F(n+1) = F(n) \times A$,就能进行矩阵快速幂加速递推。

根据二项式定理很容易得到

HDU 5950 - Recursive sequence - [矩阵快速幂加速递推][2016ACM/ICPC亚洲区沈阳站 Problem C]

因此不难就求得满足 $F(n+1) = F(n) \times A$ 矩阵 $A$ 如下:

HDU 5950 - Recursive sequence - [矩阵快速幂加速递推][2016ACM/ICPC亚洲区沈阳站 Problem C]

此时,对于任意的 $F(n)$,都可以由 $F(n) = F(2) \times A^{n-2}$ 求得,$A^{n-2}$ 用矩阵快速幂可以 $O(\log n)$ 求出。

AC代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll mod=; const int DIM=;
struct Matrix
{
ll mat[DIM][DIM];
Matrix operator*(Matrix const &oth)const
{
Matrix res;
memset(res.mat,,sizeof(res.mat));
for(int i=;i<DIM;i++)
for(int j=;j<DIM;j++)
for(int k=;k<DIM;k++)
res.mat[i][j]+=(mat[i][k]*oth.mat[k][j])%mod,
res.mat[i][j]%=mod;
return res;
}
}A,F2,Fn;
Matrix fpow(Matrix base,ll n)
{
Matrix res;
memset(res.mat,,sizeof(res.mat));
for(int i=;i<DIM;i++) res.mat[i][i]=;
while(n)
{
if(n&) res=res*base;
base=base*base;
n>>=;
}
return res;
} void initA()
{
A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=;
A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=;
A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=;
A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=;
A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=;
A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=;
A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=, A.mat[][]=;
} ll n,a,b;
int main()
{
ios::sync_with_stdio();
cin.tie(); initA();
int T;
cin>>T;
while(T--)
{
cin>>n>>a>>b;
if(n==) {
cout<<a<<'\n';
continue;
}
if(n==) {
cout<<b<<'\n';
continue;
} memset(F2.mat,,sizeof(F2.mat));
memset(Fn.mat,,sizeof(Fn.mat)); F2.mat[][]=a, F2.mat[][]=b,
F2.mat[][]=***, F2.mat[][]=**, F2.mat[][]=*, F2.mat[][]=, F2.mat[][]=; Fn=F2*fpow(A,n-);
cout<<Fn.mat[][]<<'\n';
}
}

HDU 5950 - Recursive sequence - [矩阵快速幂加速递推][2016ACM/ICPC亚洲区沈阳站 Problem C]的更多相关文章

  1. HDU5950 Recursive sequence &lpar;矩阵快速幂加速递推&rpar; &lpar;2016ACM&sol;ICPC亚洲赛区沈阳站 Problem C&rpar;

    题目链接:传送门 题目: Recursive sequence Time Limit: / MS (Java/Others) Memory Limit: / K (Java/Others) Total ...

  2. hdu 5950 Recursive sequence 矩阵快速幂

    Recursive sequence Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/65536 K (Java/Other ...

  3. HDU 1757 矩阵快速幂加速递推

    题意: 已知: 当x<10时:f(x)=x 否则:f(x) = a0 * f(x-1) + a1 * f(x-2) + a2 * f(x-3) + --+ a9 * f(x-10); 求:f(x ...

  4. CH 3401 - 石头游戏 - &lbrack;矩阵快速幂加速递推&rsqb;

    题目链接:传送门 描述石头游戏在一个 $n$ 行 $m$ 列 ($1 \le n,m \le 8$) 的网格上进行,每个格子对应一种操作序列,操作序列至多有 $10$ 种,分别用 $0 \sim 9$ ...

  5. 5950 Recursive sequence &lpar;矩阵快速幂&rpar;

    题意:递推公式 Fn = Fn-1 + 2 * Fn-2 + n*n,让求 Fn; 析:很明显的矩阵快速幂,因为这个很像Fibonacci数列,所以我们考虑是矩阵,然后我们进行推公式,因为这样我们是无 ...

  6. 洛谷P1357 花园(状态压缩 &plus; 矩阵快速幂加速递推)

    题目链接:传送门 题目: 题目描述 小L有一座环形花园,沿花园的顺时针方向,他把各个花圃编号为1~N(<=N<=^).他的环形花园每天都会换一个新花样,但他的花园都不外乎一个规则,任意相邻 ...

  7. &lbrack;bzoj1008&rsqb;&lpar;HNOI2008&rpar;越狱&lpar;矩阵快速幂加速递推&rpar;

    Description *有连续编号为1...N的N个房间,每个房间关押一个犯人,有M种宗教,每个犯人可能信仰其中一种.如果相邻房间的犯人的宗教相同,就可能发生越狱,求有多少种状态可能发生越狱 In ...

  8. CH3401 石头游戏(矩阵快速幂加速递推)

    题目链接:传送门 题目: 石头游戏 0x30「数学知识」例题 描述 石头游戏在一个 n 行 m 列 (≤n,m≤) 的网格上进行,每个格子对应一种操作序列,操作序列至多有10种,分别用0~9这10个数 ...

  9. &lbrack;bzoj1009&rsqb;&lpar;HNOI2008&rpar;GT考试 &lpar;kmp&plus;矩阵快速幂加速递推&rpar;

    Description 阿 申准备报名参加GT考试,准考证号为N位数X1X2....Xn(0<=Xi<=9),他不希望准考证号上出现不吉利的数字.他的不吉利数学 A1A2...Am(0&l ...

随机推荐

  1. c&num; winform 窗体起始位置 设置

    窗体起始位置为顶部中间,WinForm居中显示: ; ; this.StartPosition = FormStartPosition.Manual; //窗体的位置由Location属性决定 thi ...

  2. Ajax的get请求向服务器请求数据五步骤?

    如下: ①创建ajax对象 ②建立http请求 ③发送http请求 ④设置ajax对象状态改变的回调函数 ⑤判断ajax状态是否等于4,做相应的业务逻辑

  3. 几个常用myeclipse快捷键

    Ctrl + D:直接删除光标所在行 Alt + ↑:向上移动光标所在行 Alt + ↓:向下移动光标所在行 Ctrl + Alt + ↑:直接向上复制光标所在行内容 Ctrl + Alt + ↓:直 ...

  4. 【NET】Winform分页控件初探

    public partial class WinFormPager : UserControl { ; /// <summary> /// 当前页 /// </summary> ...

  5. Android 之json解析

    JSON(JavaScript Object Notation) 定义:字符串 键值对 解析方法有JSON,谷歌GSON,阿里巴巴FastJSON(推荐) 一种轻量级的数据交换格式,具有良好的可读和便 ...

  6. html中的title和alt

    alt是html标签的属性,而title既是html标签,又是html属性. title标签这个不用多说,网页的标题就是写在<title></title>这对标签之内的.tit ...

  7. Scyther 论文相关资料整理

    1.Scyther 的特点使用方法 Scyther可以提供轨迹的简单描述,方便分析协议可能出现的攻击和表现,使用Athena算法,该软件表现如下特点: 该软件有明确的终止,能工提供无限会话协议安全性的 ...

  8. Vim配置(python版)

    由于马上将用到django框架,需要有一个好的ide来coding,之前做C的开发时候体会到了vim的强大,所以编写python也决定采用vim. PS:除了vim,一般浏览代码多用atom和subl ...

  9. Mybatis注意点之&num;与&dollar;区别

    动态 SQL 是 mybatis 的强大特性之一,也是它优于其他 ORM 框架的一个重要原因.mybatis 在对 sql 语句进行预编译之前,会对 sql 进行动态解析,解析为一个 BoundSql ...

  10. sql server 操作列

    新增一列 ) 修改列类型: ) 修改列的名称: EXEC sp_rename 'tableName.column1' , 'column2' (把表名为tableName的column1列名修改为co ...