qzhs 题解分享 · 2025/3/3
激光(结果填空) - 题解
解决思路 本题的核心是计算激光光束在等边三角形内的反射路径总长度。激光从点 $P$ 出发,沿着平行于 $BC$ 的方向传播,并在镜子上反射,直到最终返回激光枪并被吸收。为了计算路径总长度,我们需要分析光束的反射规律,并找到一种数学方法来描述其路径。 1. 几何分析: - 等边三角形的边长为 $N=2025$,顶点为 $A$、$B$ 和 $C$。 - 激光从 $AB$ 边的点 $P$ 出发,$AP = X=224$,因此 $PB = N - X = 1801$。 - 光束沿着平行于 $BC$ 的方向传播,这意味着它的初始方向与 $BC$ 平行。 2. 反射规律: - 当光束遇到镜子时,它会按照反射定律反射,即入射角等于反射角。 - 由于等边三角形的对称性,光束的反射路径会在三角形内形成一系列平行于 $BC$ 的线段。 3. 路径总长度计算: - 光束的路径可以分解为一系列线段,这些线段的长度与初始线段 $PB$ 相关。 - 通过递归或数学公式,可以计算出所有线段的总长度。 算法解释 为了计算光束路径的总长度,我们使用以下算法: 1. 递归函数 $f(a, b)$: - 该函数用于计算光束在反射过程中路径的总长度。 - 如果 $a > b$,交换 $a$ 和 $b$,确保 $a$ 是较小的数。 - 计算 $d = b / a$,即 $b$ 能被 $a$ 整除的次数。 - 如果 $b$ 能被 $a$ 整除,则返回 $(2 \times d - 1) \times a$。 - 否则,返回 $d \times 2 \times a + f(a, b \% a)$,递归处理余数部分。 2. 主函数: - 读取输入 $N$ 和 $X$。 - 调用函数 $f(X, N - X)$,并将结果与 $N$ 相加,输出最终结果。 代码详解 以下是标准代码的详细解释: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; long long f(long long a, long long b) { if (a > b) swap(a, b); // 确保 a 是较小的数 long long d = b / a; // 计算 b 能被 a 整除的次数 if (b % a == 0) return (2 * d - 1) * a; // 如果 b 能被 a 整除,返回结果 return d * 2 * a + f(a, b % a); // 否则,递归处理余数部分 } int main() { long long n, x; cin >> n >> x; // 读取输入 N 和 X cout << n + f(x, n - x) << endl; // 计算并输出结果 return 0; } ``` 1. 函数 $f(a, b)$: - 该函数通过递归计算光束路径的总长度。 - 每次递归都会将问题规模缩小,直到 $b$ 能被 $a$ 整除。 2. 主函数: - 读取输入 $N$ 和 $X$。 - 调用 $f(x, n - x)$ 计算路径长度,并将结果与 $N$ 相加,输出最终结果。 转换代码 以下是转换为 Java 和 Python 的代码: Java 代码: ```java import java.util.Scanner; public class Main { public static long f(long a, long b) { if (a > b) { long temp = a; a = b; b = temp; } long d = b / a; if (b % a == 0) return (2 * d - 1) * a; return d * 2 * a + f(a, b % a); } public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); long n = scanner.nextLong(); long x = scanner.nextLong(); System.out.println(n + f(x, n - x)); } } ``` Python 代码: ```python def f(a, b): if a > b: a, b = b, a d = b // a if b % a == 0: return (2 * d - 1) * a return d * 2 * a + f(a, b % a) n, x = map(int, input().split()) print(n + f(x, n - x)) ```
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