1.题目
标题: 黄金连分数
黄金分割数0.61803... 是个无理数,这个常数十分重要,在许多工程问题中会出现。有时需要把这个数字求得很精确。
对于某些精密工程,常数的精度很重要。也许你听说过哈勃太空望远镜,它首次升空后就发现了一处人工加工错误,对那样一个庞然大物,其实只是镜面加工时有比头发丝还细许多倍的一处错误而已,却使它成了“近视眼”!!
言归正传,我们如何求得黄金分割数的尽可能精确的值呢?有许多方法。
比较简单的一种是用连分数:
1
黄金数 = ---------------------
1
1 + -----------------
1
1 + -------------
1
1 + ---------
1 + ...
这个连分数计算的“层数”越多,它的值越接近黄金分割数。
请你利用这一特性,求出黄金分割数的足够精确值,要求四舍五入到小数点后100位。
小数点后3位的值为:0.618 小数点后4位的值为:0.6180 小数点后5位的值为:0.61803 小数点后7位的值为:0.6180340 (注意尾部的0,不能忽略)
你的任务是:写出精确到小数点后100位精度的黄金分割值。
注意:尾数的四舍五入! 尾数是0也要保留!
二、思路
1.化简
2.代码
本题注意的点:1.转化为求斐波那契数列相邻两项的比值
2.到多少项?越多越精确。但应该保证n/n+1项,n再往上加,这个比值的小数点后101位是稳定的。尝试到100个数,两百个数..直到稳定。
3.double无法精确的100位;BigInteger和BigDemical
package shengsai;
import java.math.BigDecimal;
import java.math.BigInteger;
//知识点1.转化为求斐波那契数列相邻两项的比值
//2.到多少项?越多越精确。但应该保证n/n+1项,n再往上加,这个比值的小数点后101位是稳定的
//3.double无法精确的100位;BigInteger和BigDemical
public class lianfenshu04 {
public static void main(String args[])
{
BigInteger a=BigInteger.ONE;
BigInteger b=BigInteger.ONE;
for(double i=3;i<400;i++)
{
BigInteger t=b;
b=a.add(b);
a=t;
}
BigDecimal divide =new BigDecimal(a,110).divide(new BigDecimal(b,110),BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
System.out.println(divide.toPlainString().substring(0,103));
}
}
三、相关知识点(大数类)
摘要:
java中的基础数据类型能存储的最大的二进制数是 2 ^ 63 - 1,
对应的十进制数是9223372036854775807,也就是说只要运算过程中会超过这个数,就会造成数据溢出,从而造成错误.
- 而java.math.*包中提供了大数类,其理论上可以存储无限位的大数,只要内存足够的话。
- 大数类又分为整数和浮点数.即BigInteger and BigDecimal
- 大数类的对象不能直接进行运算,需要调用类中相应的方法,并且方法的参数必须和调用的类相同,BigInteger不能调用BigDecimal, 不能作为其方法参数, 即整数和浮点数不能混合运算.
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1. 构造、创建
BigInteger 和 BigDecimal
1.直接声明
BigInteger a;
BigDecimal b;
2.使用构造函数初始化
BigInteger a = new BigInteger("1");
BigDecimal b = new BigDecimal("12");
2.赋值
1.BigInteger.valueOf(long val);
BigDecimal.valueOf(double val);
2.使用 = 将同类型变量的值赋给另一个变量
BigInteger a=new BigInteger("1");
BigInteger b=new BigInteger("2");
a=b;
System.out.print(a);
3.加减乘除等运算
(1)加法
BigInteger.add(BigInteger);
BigDecimal.add(BigDecimal);
BigInteger a, b, c;
a = BigInteger.valueOf(123456789); // 赋值为 123456789
b = BigInteger.valueOf(987654321); // 赋值为 987654321
c = a.add(b);
System.out.print(c);
输出:
1111111110
1111111110
(2)减法
BigInteger.subtract(BigInteger);
BigDecimal.sbutract(BigDecimal);
BigInteger a, b, c;
a = BigInteger.valueOf(123456789); // 赋值为 123456789
b = BigInteger.valueOf(987654321); // 赋值为 987654321
c = a.subtract(b);
System.out.print(c);输出:864197532
(3)乘法
BigInteger.multiply(BigInteger);
BigDecimal.multiply(BigDecimal);
(4)除法
BigInteger.multiply(BigInteger);
BigDecimal.multiply(BigDecimal);
(5)取余
BigInteger.mod(BigInteger);
(6)求最大公约数
BigInteger.gcd(BigInteger);
(7)最值
BigInteger.max(BigInteger) , BigDecimal.max(BigDecimal) 最大值
BigInteger.min(BigInteger) , BigDecimal.min(BigDecimal) 最小值
(8)比较大小
BigInteger.compareTo(BigInteger);
BigDecimal.compareTo(BigDecimal);
>输出1
=输出0
<输出-1
4.BigDemical精确度问题
ROUND_DOWN 向零舍入。 即1.55 变为 1.5 , -1.55 变为-1.5
ROUND_CEILING 向正无穷舍入. 即 1.55 变为 1.6 , -1.55 变为 -1.5
ROUND_FLOOR 向负无穷舍入. 即 1.55 变为 1.5 , -1.55 变为 -1.6
ROUND_HALF_UP 四舍五入 即1.55 变为1.6, -1.55变为-1.6
ROUND_HALF_DOWN 四舍五入,向下取,即 1.55 变为 1.5, -1.5变为-1.5
ROUND_HALF_EVEN 如果舍入前一位的数字为偶数,则采用HALF_DOWN ;奇数则采用HALF_UP 如:1.55 采用HALF_UP 1.45:采用HALF_DOWN
ROUND_UP 向远离0的方向舍入 即 1.55 变为 1.6 , -1.55 变为-1.6
ROUND_UNNECESSARY 有精确的位数时,不需要舍入
5.保留位数
new BigDecimal(b,110)//是值,110指保留的位数