题解 P2674 《瞿葩的数字游戏》T2-多边形数

发布时间 2023-10-04 19:47:34作者: reclusive2007

题目描述

给你一个正整数数 \(n\),问你它是不是多边形数 \(K\),如果是,设 \(K_1\) 是最小的 \(K\)\(K_2\) 是次小的 \(K\),输出 \(K_1\)\(K_2\)

具体思路

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我们主要来看上面这张表里有什么规律。

  • 性质 1:\(1\) 是任何一个多边形数。

  • 性质 2:\(2\) 不是任何一个多边形数。

  • 性质 3:除了 \(1\)\(2\) 以外任意的正整数 \(n\) 都是一个 \(n\) 边形数。

  • 性质 4:初中数学老师告诉过我,对于一个数列里的相邻两项关系一般满足函数关系。因此我们来看看相邻两项之间的变化量。

三角形数: \(2,3,4,5 \ldots\)

四边形数: \(3,5,7,9 \ldots\)

五边形数: \(4,7,10,13 \ldots\)

六边形数: \(5,9,13,17 \ldots\)

我们发现这些变化量之间的差是相同的,是一个等差数列,那也就是满足一次函数关系。

三角形数: \(y=x+1\)

四边形数: \(y=2x+1\)

五边形数: \(y=3x+1\)

六边形数: \(y=4x+1\)

因此对于任意的正整数 \(n\),变化量满足一次函数关系:\(y=(n-2)x+1\)

那我们有了变化量之间的关系,就可以来表示上表中的任意一个数。

设我们求的是 \(n\) 边形数中的第 \(m\) 个数 \(x\)

\[x=1+\sum_{i=1}^{m-1}((n-2) \times i+1) \]

\[x=1+(m-1) +\sum_{i=1}^{m-1}(n-2) \times i \]

\[x=m +(n-2) \times \sum_{i=1}^{m-1} i \]