HRPA
这道题就是一个斐波那契博弈的经典模型:
有一堆个数为n的石子,第一个人第一次不能全部取完,每次一个人取石子的个数都应当大于0,且小于等于上一个人取的石子个数的两倍。
问是否有先手必胜策略。
如果有,第一个人取的石子个数最少是多少?
分析:
这边我们先引入一个齐肯多夫(Zeckendorf)定理:
- 任何正整数都可以表示成若干个不连续的斐波那契数之和。
这个定理使我们分析这道题目的理论基础。
我们先抛出一个结论:
如果n恰好是斐波那契数,那么先手必败。
为什么呢?
由于n是斐波那契数,那么
n
=
f
x
+
f
x
+
1
n=f_x+f_{x+1}
n=fx+fx+1
先手的人不能直接取>=
f
x
f_x
fx个数的石子,因为这样后手就可以直接取完剩下的石子。
那么问题就变成了,先手有没有策略分别取完
f
x
f_x
fx和
f
x
+
1
f_{x+1}
fx+1个数的石子。
由于
f
x
f_x
fx和
f
x
+
1
f_{x+1}
fx+1都是斐波那契数列,因此问题产生了迭代。
边界情况是
x
=
2
x=2
x=2,即
n
=
2
n=2
n=2的情况。
这个时候,先手只能取1,因此后手胜利。
综上,如果n恰好是斐波那契数,那么后手必胜。
那么,如果n不是斐波那契数列呢?
根据齐肯多夫定理,n可以分解为若干个不连续的斐波那契数列之和:
n
=
f
x
1
+
f
x
2
+
f
x
3
+
…
…
n = f_{x1}+f_{x2}+f_{x3}+……
n=fx1+fx2+fx3+……
这里,f数组依次递增。
那么,这个时候,先手取完
f
x
1
f_{x1}
fx1之后,就可以必胜。
为什么呢?
首先,我们要知道,
2
∗
f
x
1
<
f
x
2
(
1
)
2*f_{x1}<f_{x2}(1)
2∗fx1<fx2(1),这也就是说,如果我们取了
f
x
1
f_{x1}
fx1,对方也没有办法直接取完
f
x
2
f_{x2}
fx2,这个时候对方也就落入了第一种情况的被动局面。
但是,
(
1
)
(1)
(1)怎么证明呢?
我们利用反证法,假设
2
∗
f
x
1
>
=
f
x
2
2*f_{x1}>=f_{x2}
2∗fx1>=fx2,那么这个时候
x
2
x_2
x2必然等于
x
1
+
1
x_1+1
x1+1,那么
f
x
1
+
f
x
2
=
f_{x1}+f_{x2}=
fx1+fx2=
f
x
1
+
f
x
1
+
1
=
f
x
1
+
2
f_{x1}+f_{x1+1}=f_{x1+2}
fx1+fx1+1=fx1+2,也就是说,这两个斐波那契数,可以用
f
x
1
+
2
f_{x1+2}
fx1+2代替,那么也就不会存在
f
x
1
+
f
x
2
f_{x1}+f_{x2}
fx1+fx2这种情况了。
因此,如果想要这种斐波那契分解存在,就必须满足
条件
(
1
)
条件(1)
条件(1)
那么这题的分析到这里就结束了。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int long long
const int N = 1e5+100;
int n;
int f[N];
int nn;
signed main(){
int x; cin>>x;
f[0] = 1;
f[++n] = 1; f[++n] = 1;
for (int i = 3; i <= 1000; i++){
if (f[n] > x) break;
f[++n] = f[i-1]+f[i-2];
}
int now = n-1;
while (x){
while (f[now] > x) now--;
x-=f[now];
if (x == 0) cout<<f[now]<<endl;
}
return 0;
}