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Problem Description
反正切函数可展开成无穷级数,有如下公式
(其中0 <= x <= 1) 公式(1)
使用反正切函数计算PI是一种常用的方法。例如,最简单的计算PI的方法:
PI=4arctan(1)=4(1-1/3+1/5-1/7+1/9-1/11+...) 公式(2)
然而,这种方法的效率很低,但我们可以根据角度和的正切函数公式:
tan(a+b)=[tan(a)+tan(b)]/[1-tan(a)*tan(b)] 公式(3)
通过简单的变换得到:
arctan(p)+arctan(q)=arctan[(p+q)/(1-pq)] 公式(4)
利用这个公式,令p=1/2,q=1/3,则(p+q)/(1-pq)=1,有
arctan(1/2)+arctan(1/3)=arctan[(1/2+1/3)/(1-1/2*1/3)]=arctan(1)
使用1/2和1/3的反正切来计算arctan(1),速度就快多了。
我们将公式(4)写成如下形式
arctan(1/a)=arctan(1/b)+arctan(1/c)
其中a,b和c均为正整数。
我们的问题是:对于每一个给定的a(1 <= a <= 60000),求b+c的值。我们保证对于任意的a都存在整数解。如果有多个解,要求你给出b+c最小的解。
Input
输入文件中只有一个正整数a,其中 1 <= a <= 60000。
Output
输出文件中只有一个整数,为 b+c 的值。
Sample Input
1
Sample Output
5
Solving Ideas
由p = 1 / b, q = 1 / c,则(p + q) / (1 - pq) = 1 / a => 1 / a = (1 / b + 1 / c) / (1 - 1 / (b * c)) => bc - 1 = a(b + c) => c = (ab + 1) / (b - a).由a < b <= c 可得 b * (b - a) <= a * b + 1.
#include <stdio.h>
int main() {
int a;
long long ans, b;
scanf("%d", &a);
for (b = a + 1; b * (b - a) <= a * b + 1; b++) {
if ((a * b + 1) % (b - a) == 0)
ans = (a * b + 1) / (b - a) + b;
}
printf("%lld\n", ans);
return 0;
}