Для решения данной задачи нужно понять, как движется левый верхний угол губки по доске в процессе её очистки. Доска имеет длину стороны \( n \), а губка длину стороны \( a \). Поскольку губка охватывает область \( a \times a \), углы губки будет двигаться по периметру очищенной области.
- Количество проходов: Поскольку губка не перекрывает уже очищенные участки, нам нужно определить, сколько проходов проходит губка по доске.
Для квадратной доски длиной \( n \) и губки длиной \( a \), количество проходов будет равно \( \frac{n}{a} \) по горизонтали и \( \frac{n}{a} \) по вертикали. Итак, всего проходов получится:
\[ k = \frac{n}{a} \]
- Длина пути: Губка движется в следующем порядке:
- Сначала по верхней стороне, затем вниз по правой стороне, затем по нижней, затем вверх по левой стороне.
- Таким образом, длина одного полного прохода (вправо, вниз, влево, вверх) равна \( 4a \).
Количество таких полных проходов равно \( k - 1 \) (так как последние проходы будут по краям).
- Общий путь: Таким образом, мы можем вычислить длину пути, которую пройдёт левый верхний угол губки следующим образом:
\[ \text{Длина пути} = 4a(k - 1) + 2a \]
Здесь \( 2a \) – это путь, который губка проходит вниз и вверх при последнем замыкающем проходе.
- Подставляем:
Итак, если подставим значение \( k = \frac{n}{a} \):
\[ \text{Длина пути} = 4a\left(\frac{n}{a} - 1\right) + 2a \]
Упрощаем это выражение:
\[ = 4n - 4a + 2a \] \[ = 4n - 2a \]
Теперь получаем конечную формулу:
\[ \text{Длина пути} = 4n - 2a \]
Пример реализации на Python:
n = int(input())
a = int(input())
length = 4 * n - 2 * a
print(length)
Вывод:
Данная программа прочитает значения \( n \) и \( a \), выполнит необходимые вычисления и выведет итоговую длину ломаной линии, по которой движется левый верхний угол губки. Обратите внимание, что этот результат может превышать 32-битный целочисленный диапазон, так что важно использовать соответствующий тип данных, как указано в условии задачи.