팩토리얼(factorial)의 비밀 - 스털링 근사 공식과 자리수 계산하기

1. 팩토리얼의 자리수 $$n! = 1\times2\times...\times n$$ 로 계산된다. 어떤 정수에 1~9까지 중 하나를 곱하면 자리수가 늘어날수도 있지만, 늘어나지 않을수도 있다 하지만 10 이상을 곱하면 최소한 1자리는 확실히 늘어난다. 이런 통찰에 근거해 10! 이상부터 생각해보면... 10! 이상은 이전 팩토리얼에 10 이상의 수가 계속해서 곱해진다는 특징이 있다 $$11! = 10! \times 11$$ $$12! = 11! \times 12$$ $$13! = 12! \times 13$$ ... 그러므로 10! 이상의 팩토리얼은 그 자리수가 유일하게 결정된다. 그 말은 팩토리얼의 자리수를 알면, 몇 팩토리얼인지도 계산이 가능하다. 2. 자리수를 계산하는 방법 123의 자리수는 3자리인데 $..

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• · 2023. 1. 2.
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소인수분해 심화응용 - linear sieve와 smallest prime factor 알고리즘 익히기

1. 문제 16563번: 어려운 소인수분해 (acmicpc.net) 16563번: 어려운 소인수분해 첫째 줄에는 자연수의 개수 N (1 ≤ N ≤ 1,000,000)이 주어진다. 둘째 줄에는 자연수 ki (2 ≤ ki ≤ 5,000,000, 1 ≤ i ≤ N)가 N개 주어진다. www.acmicpc.net 500만 이내의 값에 대한 100만개의 수가 주어질때 각각을 소인수분해하는 문제 2. smallest prime factor smallest prime factor 알고리즘은 어떤 수의 가장 작은 소인수를 찾아 배열에 저장하는 알고리즘이다. 소인수분해를 수행하는 기본 알고리즘은.. p = 2부터 시작해서 $\sqrt{n}$까지 나눠보면서 소인수를 찾는데 #trivial prime factorizatio..

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• · 2023. 1. 2.
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중국인의 나머지 정리(Chinese Remainder Theorem) 기본 이해하기

1. 중국인의 나머지 정리(Chinese Remainder Theorem) 정수 $m_{1}, m_{2}, ..., m_{n}$이 임의의 i,j = 1,2,...,n에 대하여 $i \neq j$일때, $m_{i}$와 $m_{j}$가 서로소라면, 즉 $$gcd(m_{i}, m_{j}) = 1, i \neq j$$ 라고 하자. 일차연립합동식 $$x \equiv a_{1} (mod m_{1})$$ , $$x \equiv a_{2} (mod m_{2})$$ , $$x \equiv a_{3} (mod m_{3})$$ , $$\vdots$$ , $$x \equiv a_{n} (mod m_{n})$$ 의 해는 mod $m_{1}, m_{2}, ..., m_{n}$에 대하여 유일하게 존재한다. 2. 보조정리 1 정수 a,b,k..

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• · 2022. 12. 30.
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컴퓨터가 등비수열의 합을 구하는 방법

1. 문제 15712번: 등비수열 (acmicpc.net) 15712번: 등비수열 첫째 줄에 a, r, n, mod가 공백으로 구분되어 주어진다. a, r, n, mod는 모두 1보다 크거나 같고, 109보다 작거나 같은 자연수이다. www.acmicpc.net 초항이 a, 공비가 r, 항 수가 n인 등비수열의 합을 mod로 나눈 나머지를 구하는 간단한 문제 초항이 a이고 공비가 r이며 항 수가 n인 등비수열의 합은.. 공비 r이 1이 아니면, $$S = a \times \frac{r^{n}-1}{r-1}$$ 이라는 아주 쉬운 공식이 있고 이거에 따라 계산해서 mod로 나눈 나머지 구하면 되는거 아니냐 라고 쉽게 생각하면 이 문제는 풀수가 없다 a,r,n이 작으면 상관 없겠지만... 매우 크면 $r^{n..

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• · 2022. 12. 20.
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오일러의 정리를 배우고 거듭제곱의 나머지를 구하는 방법 익히기

1. 오일러의 정리(Euler's theorem) a와 n이 서로소인 양의 정수이면, 다음이 성립한다 $$a^{\varphi(n)} \equiv 1 (mod n)$$ 여기서 $\varphi(n)$은 n에 대한 오일러 phi 함수이다. 서로소가 아니라면 다음과 같이 쓸 수 있다. $$a^{\varphi(n) + 1} \equiv a (mod n)$$ n이 소수 p이면, $\varphi(p) = p-1$이므로, a,p가 서로소이면 $a^{p-1} \equiv 1 (mod p)$이다. 페르마의 소정리는 오일러의 정리의 특수한 케이스이다. 2. 거듭제곱을 어떤 정수로 나눈 나머지 $a^{n}$을 어떤 정수 p로 나눈 나머지는 어떻게 구할 수 있을까? $a^{n}$을 직접 계산한 다음에, p로 나눈 나머지를 구하..

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• · 2022. 12. 18.
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확장된 유클리드 알고리즘(extended euclidean algorithm) 구현해보면서 익히기

1. 베주 항등식(Bézout's Identity) 적어도 하나가 0이 아닌 두 정수 a,b에 대하여 $$ax+by = gcd(a,b)$$ 를 만족하는 정수해 x,y가 반드시 존재한다. 여기서 정수해 x,y는 유일하지 않다. 왜냐하면, 양변에 ab를 더하고 빼보면 $$ax+ab + by-ab = gcd(a,b)$$ 이므로, $$a(x+b) + b(y-a) = gcd(a,b)$$ 이므로, (x,y)가 정수해라면, (x+b,y-a)도 정수해가 된다. 2. 유클리드 알고리즘(Euclidean algorithm) 최대공약수를 빠르게 구하는 알고리즘 - 유클리드 호제법 (tistory.com) 최대공약수를 빠르게 구하는 알고리즘 - 유클리드 호제법 1. 최대공약수 두 자연수 a,b가 공통으로 가지는 약수중에서 가장 큰..

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• · 2022. 12. 16.
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