#12269. 少羽的神秘宝箭

少羽的神秘宝箭

🏹✨【少羽的神秘宝箭】

故事背景 在神秘的羽之大陆上,弓箭大师 少羽 正在修炼一门传奇技能——“连珠神箭”。

  • 第一天,他能射出 a1a_1支宝箭​。
  • 每一天,他能射出的宝箭数比前一天​增长相同的倍数 qq​。 (也就是说,形成一个​等比数列​:a1,a1q,a1q2,a_1, a_1q, a_1q^2, …

少羽修炼了 ​ nn​,宝箭就像金光闪闪的战利品,被他收集在一起。 这些宝箭接下来要放入 mm 个箭筒 中,方便战斗携带。

可是,少羽想到了两个问题:

问题 1(等比数列): 修炼 $n$ 天后,他一共收集了多少支宝箭? 问题 2(抽屉原理): 把这些宝箭平均分配到 $m$ 个箭筒, 无论怎么分,总有一个箭筒里至少有多少支箭?


📥 输入格式

a1 q n m
  • a1a_1:第一天射出的宝箭数
  • qq:等比数列的公比
  • nn:修炼的天数
  • mm:箭筒的数量

📤 输出格式

总宝箭数
至少一个箭筒里的宝箭数

📌 输入样例

2 3 4 5

思路分析

第一步:等比数列求和

少羽修炼 nn 天,宝箭数列为:

a1,a1q,a1q2,,a1qn1a_1, a_1q, a_1q^2, \dots, a_1q^{n-1}等比数列求和公式:

Sn=a1qn1q1(q1)S_n = a_1 \cdot \frac{q^n - 1}{q - 1} \quad (q \neq 1)若 q = 1,则,则 Sn=a1×nS_n = a_1\times n


第二步:抽屉原理

总宝箭数为 SnS_n,放入 mm 个箭筒,至少有一个箭筒里的数量: 至少=S_nm=Sn+m1m\text{至少} = \left\lceil \frac{S\_n}{m} \right\rceil = \frac{S_n + m - 1}{m}

📌 输出样例

对输入:

2 3 4 5

计算:

S_4=2×34131=2×8112=2×40=80S\_4 = 2 \times \frac{3^4-1}{3-1} = 2 \times \frac{81-1}{2} = 2 \times 40 = 80 抽屉原理:

80/5=16\lceil 80 / 5 \rceil = 16输出:

80
16

知识点总结 ✔️ ​等比数列求和​:$S_n = a_1 \cdot \dfrac{q^n-1}{q-1}$ ✔️ ​抽屉原理​:至少=S_nm\text{至少} = \lceil \dfrac{S\_n}{m} \rceil