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PROJECT EULER · #0975

蜿蜒的小路

A Winding Path

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给定一对 (a,b) 互质奇正整数,定义函数 Ha,b(x)=1212(a+b)(bcos(aπx)+acos(bπx))可以看出,所有xHa,b(0)=0Ha,b(1)=10<Ha,b(x)<1严格介于01之间。

给定两个这样的对 (a,b)(c,d),无穷小宽度的路径在单位立方体内部穿过每个点 (x,y,z)[0,1]3,使得 z=Ha,b(x)=Hc,d(y)。值得注意的是,可以证明点 (0,0,0) 始终连接到对角 (1,1,1)。此外,通过附加条件gcd(a+b,c+d){2,4},可以证明只有一条路径连接两点。

0975_examples.png

上面显示的是从立方体上方观察的两个示例。也就是说,我们看到投影到 xy 平面上的路径,并用不同的颜色表示相应的 z 值。在第二个示例中,某些路径呈灰色,表示虽然它们存在,但它们不构成从 (0,0,0)(1,1,1) 的路径的一部分。

F(a,b,c,d) 定义为从 (0,0,0)(1,1,1) 的路径的所有上坡和下坡部分的高度(或 z 坐标)绝对变化的总和。在上面的第一个示例中,路径在 11 个上坡路段上攀爬 4.00886,在 10 个下坡路段上下降 3.00886,得到 F(3,5,3,7)7.01772。您还获得 F(7,17,9,19)26.79578

G(m,n) 为所有质数对 (p,q) mp<qnF(p,q,p,2qp) 的总和。您获得 G(3,20)463.80866

查找 G(500,1000),将您的答案四舍五入到小数点后五位数字。

题解待补充

这道题的题目已收录,解题思路、代码和答案将在后续补充。