Description
给定一个角度 \(\theta\),请你寻找一个正 \(n\) 边型,满足在这个正 \(n\) 边型上找三个顶点 \(A,B,C\) (可以不相邻),使得 \(\angle ABC~=~\theta\) 。请输出最小的 \(n\)。保证 \(n\) 不超过 \(998244353\)。多组数据。
注意给出的 \(\theta\) 是使用角度制表示的。
Input
第一行是数据组数 \(T\)
下面 \(T\) 行,每行一个整数 \(\theta\),代表给出的角度
Output
对于每组数据输出一行代表答案
Hint
\(1~\leq~T~\leq~180~,~1~\leq~\theta~<~180\)。
Solution
多边形内角和定理:
对于一个有 \(n\) 个顶点的凸多边形 \(n~\geq~3\),其内角和为 \((n~-~2)~\times~180^\circ\)。
证明略。这大概是初中定理吧……大概方法是显然一个 \(n\) 边型可以分成 \((n~-~2)\) 个三角形,每个三角形的内角和是 \(180^\circ\)。至于证明可以分成 \((n~-~2)\) 个三角形,对 \(n\) 做数学归纳即可。
由于这是一个正 \(n\) 边型,所以一个角的度数为 \(\frac{n-2}{n}~\times~180^\circ\)
同时它连向其他每个顶点的线段平分这个角,所以它连向相邻两个顶点的线段组成的角的度数为 \(\frac{n-2}{(n-2)n}~\times~180^\circ~=~\frac{1}{n}~\times~180^\circ\)
我们设选择的点 \(A\) 和点 \(C\) 中间相隔了 \((k-1)\) 个顶点 \((k~\leq~n~-~2)\),于是这些一共组成了 \(k\) 个角度如上的角。列得方程如下(角度略去):
\[\frac{k}{n}~\times~180~=~\theta\]
移项得
\[k~\times~180~=~\theta~\times~n\]
我们设 \(s~=~\gcd(\theta~,~180)\),然后等式两侧同除 \(s\),得
\(\frac{180}{s}~\times~k~=~\frac{\theta}{s}~\times~n\)
由于\(\frac{180}{s}~\perp~\frac{\theta}{s}\),所以 \(k~=~\frac{\theta}{s}~,~n~=~\frac{180}{s}\)
考虑这种情况下我们要求 \(k~\leq~n~-~2\),但是如果算出来不是这样怎么办:如果答案为 \(n\) 时满足上式,则答案为 \(xn(x~\in~Z^+)\) 时一定也满足上式。于是我们不断加 \(n\) 直到合法即可。
Code
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