题目:
定义C(a,b)(a≥b)为使用辗转相除法求解gcd(a,b)所需要的次数(从(a,b)一直到(t,0)的每一次均要计算,例如C(10,7)=4)
定义W(a)=⌊lg(a)⌋+1为正整数a在十进制下的位数
定义N(a,b)=W(a)+W(b)C(a,b),求N(a,b)的最大值
一些说明或思路:
1.对于1≤b≤a≤2×105,有N(a,b)的最大值为2.50,其中(a,b)=(8,5),(89,55),(610,987)
2.N(a,b)有界,证明如下:
N(a,b)=W(a)+W(b)C(a,b)<lga+lgblog2a+log2b<lgalog2a<log210
3.根据参考文献 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-NJSF198203006.htm 有在本题中的C(a,b)≤⌊lg21+5lgb⌋+2,这进一步说明了该函数有界,且更加严格
4.可以证明以下引理,对于斐波那契数列(规定F0=F1=1)的相邻两项Fi,Fi+1,有:
N(Fi+1,Fi)=W(Fi+1)+W(Fi)C(Fi+1,Fi)≥W(Fi+1)+W(Fi+x)C(Fi+1,Fi+x)=N(Fi+1,Fi+x) (0≤x≤Fi−1)
其中W(Fi)≤W(Fi+x),C(Fi+1,Fi)=i+1,C(Fi+1,Fi+x)=C(Fi+x,Fi−1−x)+1≤C(Fi−1−x,Fi−2+2x)+2≤...≤i<C(Fi+1,Fi)
即证