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📜  给定n的级数(1 ^ 3 + 2 ^ 3 + 3 ^ 3 +…+ n ^ 3)mod 4(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:41:16.181000             🧑  作者: Mango

给定N的级数(1^3+2^3+3^3+...+N^3) mod 4

本题要求计算级数1^3+2^3+3^3+...+N^3除以4的余数。

算法思路

为了方便,我们以n为示例输入。

根据题目要求,我们需要对1^3+2^3+3^3+...+N^3分别取模,然后再相加,最终得到的结果除以4取余数。那么问题就转化成了如何对1^3+2^3+3^3+...+N^3进行取模。这里我们可以利用取模运算的性质:

(a + b) % m = (a % m + b % m) % m (a - b) % m = (a % m - b % m + m) % m (a * b) % m = (a % m * b % m) % m

将以上取模性质应用到计算1^3+2^3+3^3+...+N^3上,得到:

1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + N^3 = (1 + 8 + 27 + ... + N^3) % 4 = (1 % 4 + 8 % 4 + 27 % 4 + ... + N^3 % 4) % 4

其中,1 % 4 = 1,8 % 4 = 0,27 % 4 = 3,因此,N^3 % 4的取值只有可能是0、1、3。而且可以发现,当N % 4 = 0时,1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + N^3的结果为0;当N % 4 = 1时,1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + N^3的结果为1;当N % 4 = 2时,1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + N^3的结果为3;当N % 4 = 3时,1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + N^3的结果为0。因此,我们只需要计算N % 4的值就可以得到1^3 + 2^3 + 3^3 + ... + N^3除以4的余数。

代码实现

根据上述算法思路,我们可以写出以下代码实现:

def sum_of_cubes_mod_4(n):
    if n % 4 == 0:
        return 0
    elif n % 4 == 1:
        return 1
    elif n % 4 == 2:
        return 3
    else:
        return 0
总结

本题通过对1^3+2^3+3^3+...+N^3分别取模,然后再相加,最终得到的结果除以4取余数,来计算该级数除以4的余数。具体而言,我们可以利用取模运算的性质,将级数拆分成N个数的和,再对每个数进行取模计算,最终再对N个数的取模结果求和,从而得到结果。