黃金連分數 - 藍橋杯

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標題:黃金連分數 - 藍橋杯

內容:2013年第四屆藍橋杯全國軟件大賽預賽第4題。

作者:MilkCu

題目描述

標題: 黃金連分數
黃金分割數0.61803... 是個無理數,這個常數十分重要,在許多工程問題中會出現。有時需要把這個數字求得很精確。
對於某些精密工程,常數的精度很重要。也許你聽說過哈勃太空望遠鏡,它首次升空後就發現了一處人工加工錯誤,對那樣一個龐然大物,其實只是鏡面加工時有比頭髮絲還細許多倍的一處錯誤而已,卻使它成了“近視眼”!!
言歸正傳,我們如何求得黃金分割數的儘可能精確的值呢?有許多方法。
比較簡單的一種是用連分數:

                  1
    黃金數 = ---------------------
                        1
             1 + -----------------
                          1
                 1 + -------------
                            1
                     1 + ---------
                          1 + ...

這個連分數計算的“層數”越多,它的值越接近黃金分割數。
請你利用這一特性,求出黃金分割數的足夠精確值,要求四捨五入到小數點後100位。
小數點後3位的值爲:0.618
小數點後4位的值爲:0.6180
小數點後5位的值爲:0.61803
小數點後7位的值爲:0.6180340
(注意尾部的0,不能忽略)
你的任務是:寫出精確到小數點後100位精度的黃金分割值。
注意:尾數的四捨五入! 尾數是0也要保留!
顯然答案是一個小數,其小數點後有100位數字,請通過瀏覽器直接提交該數字。
注意:不要提交解答過程,或其它輔助說明類的內容。

分析

按照題目給出的一種簡單方法,可以用斐波納契數列模擬手算除法實現。

黃金分割數實際上是相鄰的兩個斐波那契數的商。

對於模擬手算除法,用下面代碼所示的for循環即可實現。

但是這種方法的精確度可能不夠。

代碼實現

# include <stdio.h>
# define F 50
int main(void)
{
	unsigned long long int fib[1000];
	int f = 0;
	int a[101];
	fib[0] = 0;
	fib[1] = 1;
	for(int i = 2; fib[i] < 1e18; i++) {
		fib[i] = fib[i - 1] + fib[i - 2];
		f++;
	}
	printf("%d\n", f);
	unsigned long long int x = fib[F - 2];
	unsigned long long int y = fib[F - 1];
	for(int i = 0; i < 101; i++) {
		a[i] = x / y;
		x = (x % y) * 10;
		printf("%d", a[i]);
	}
}

最後答案

0.6180339887498948481971959525508621220510663574518538453723187601229582821971784348083863296133320592

(全文完)

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