P5695 [NOI2001] 反正切函数的应用
题目背景
反正切函数可展开成无穷级数,有如下公式
$$ \arctan(x) = \sum_{n = 0}^\infty \frac{(-1) ^ n x ^ {2n + 1}}{2n + 1} ( 0 \le x \le 1 ) \tag{1} $$
使用反正切函数计算 是一种常用的方法。例如,最简单的计算 的方法:
$$
\begin{aligned}
\pi & = 4 \arctan(1) \\
& = 4(1 - \frac{1}{3} + \frac{1}{5} - \frac{1}{7} + \frac{1}{9} - \frac{1}{11} + \dots)
\end{aligned}
\tag{2}
$$
然而,这种方法的效率很低,但我们可以根据角度和的正切函数公式:
$$ \tan(\alpha + \beta) = \frac{\tan(\alpha) + \tan(\beta)}{1 - \tan(\alpha) \tan(\beta)} \tag{3} $$
通过简单的变换得到:
$$ \arctan(p) + \arctan(q) = \arctan(\frac{p + q}{1 - p q}) \tag{4} $$
利用这个公式,令 $ p = \frac{1}{2}, q = \frac{1}{3} $,则 $ \frac{p + q}{1 - p q} = 1 $,有
$$ \arctan(\frac{1}{2}) + \arctan(\frac{1}{3}) = \arctan(\frac{\frac{1}{2} + \frac{1}{3}}{1 - \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{3}}) = \arctan(1) $$
题目描述
我们将公式 $ 4 $ 写成如下形式
$$ \arctan(\frac{1}{a}) = \arctan(\frac{1}{b}) + \arctan(\frac{1}{c}) $$
其中 $ a, b, c \in \mathbb{N^+} $。
我们的问题是:对于每一个给定的 $a$,求 $ b + c $ 的值。我们保证对于任意的 $ a $ 都存在整数解。如果有多个解,要求你给出 $ b + c $ 最小的解。
输入格式
输入文件中只有一个正整数 $ a $。
输出格式
输出文件中只有一个整数,为 $ b + c $ 的值。
说明/提示
$1 \le a \le 6\times 10^4 $。