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第5問

Larry と Rob は1台の車を運転して Argovia から Zillis へ向かう2台のロボットである。両者は操舵を制御し、次の規則に従う。Larry は出発から ℓ\ell km 走るごとに90°左折し、Rob は rr km 走るごとに90°右折する。ただし ℓ\ell と rr は互いに素な正整数とする。両方の旋回が同時なら車は方向を変えずに進む。地面は平らで車は任意の方向に動けるとする。車は Argovia から Zillis に向いて出発する。Argovia からの距離に関係なく必ず Zillis に到達するのはどの組 (ℓ,r)(\ell,r) か。
ステップ 3/6: 1区間を複素数で表す
mk=i⌊k/ℓ⌋(−i)⌊k/r⌋,0≤k<ℓrm_k=i^{\lfloor k/\ell\rfloor}(-i)^{\lfloor k/r\rfloor},\quad 0\le k<\ell r
詳しい解説

ℓ≡r(mod4)\ell\equiv r\pmod4 と仮定する。東、北、西、南をそれぞれ 1,i,−1,−i1,i,-1,-i で表す。区間内の (k+1)(k+1) km の方向を mkm_k とする。ℓ≡r≡1(mod4)\ell\equiv r\equiv1\pmod4 では、kk の ℓ\ell と rr を法とする余りを aka_k と bkb_k とすれば mk=(−i)akibkm_k=(-i)^{a_k}i^{b_k}。ℓ≡r≡3(mod4)\ell\equiv r\equiv3\pmod4 の場合は mk=iak(−i)bkm_k=i^{a_k}(-i)^{b_k} となる。