1 条题解

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    @ 2025-4-9 21:26:26

    题意分析

    这道题目是关于康托尔对有理数可枚举性的著名证明。康托尔通过特定的枚举方式,将所有正有理数排列成一个二维表格,并按照对角线的方式依次枚举每个有理数。具体来说,枚举的顺序如下: 1.第一层对角线(和为2):1/1 2.第二层对角线(和为3):1/2, 2/1 3.第三层对角线(和为4):3/1, 2/2, 1/3 4.第四层对角线(和为5):1/4, 2/3, 3/2, 4/1 以此类推...

    题目要求我们根据输入的整数n,找到康托尔枚举中的第n项,并输出其对应的分数形式。

    解题思路

    1.确定层数(对角线)

    首先需要确定第nn项位于哪一层对角线。观察可以发现,第k层对角线的和为k+1k+1(例如,第一层和为22,第二层和为33,等等)。

    前k-1层对角线的总项数为1+2+3+...+(k1)=k(k1)/21 + 2 + 3 + ... + (k-1) = k*(k-1)/2

    我们需要找到最小的k,使得k(k+1)/2>=nk*(k+1)/2 >= n。这可以通过解不等式k2+k2n>=0k² + k - 2n >= 0来实现,或者直接通过循环累加来找到k。

    2.确定层内的位置

    一旦确定了kk,就可以计算第n项在该层中的位置。前k1k-1层的总项数为(k1)k/2(k-1)*k/2,因此第n项在该层中的位置为pos=n(k1)k/2pos = n - (k-1)*k/2

    需要注意的是,枚举的方向在奇数层和偶数层是不同的

    如果k是奇数,枚举方向是从左下到右上,即分母从1增加到k,分子从k减少到1

    如果k是偶数,枚举方向是从右上到左下,即分子从1增加到k,分母从k减少到1

    可以根据k的奇偶性来确定分子和分母的值

    如果k是奇数:分子 = k + 1 - pos,分母 = pos

    如果k是偶数:分子 = pos,分母 = k + 1 - pos

    3.实现步骤: 对于n,找到满足k(k+1)/2>=nk*(k+1)/2 >= n最小kk。 计算pos=n(k1)k/2pos = n - (k-1)*k/2。 根据k的奇偶性,计算分子和分母。 输出结果。

    代码实现

    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main()
    {
    	int n;
    	while(cin>>n)
    	{
    		int a,st,sum=0,x,y;
    		for(a=1;;a++)
    		{sum+=a;
    			if(sum>=n) break;}
    		st=sum-n;
    		if(a%2) 
    		{x=st+1;y=a-st;}
    		else
    		{x=a-st;y=st+1;}
    		cout<<"TERM "<<n<<" IS "<<x<<"/"<<y<<endl; 
    	}
    	return 0;
    }
    
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