一、黄金连分数(填空)
题目描述
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文字版:
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 00,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
解题思路
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根据题目给到黄金数的连分数示意图,我们可以发现,相邻层级之间的数是有关联的:
① 黄金数的分母 = 上一层数 分母+分子
② 黄金数的分子 = 上一层数分母
而分子以及分母的变化,恰巧就是斐波那契数列,那么我们就将问题转换成了求斐波那契额相邻两个数的比值。
同时题目要求写出精确到小数点后 100 位精度的黄金分割值,浮点数已经无法满足如此多的小数位,所以需要使用使用BigInteger和BigDecimal。
解题代码
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import java.math.BigDecimal; import java.math.BigInteger; //求斐波那契额相邻两个数的比值,需要保证小数点后101位准确,使用BigInteger和BigDecimal public class 黄金连分数 { public static void main(String[] args) { BigInteger a = BigInteger.ONE; //a代表分子 BigInteger b = BigInteger.ONE; //b代表分母 for(int i = 3;i < 500;i++) { //第一层是 1/1 (已知),所以从第三个数开始 BigInteger temp = b; b = a.add(b); //黄金数的分母 = 上一层数 分母+分子 a = temp; //黄金数的分子 = 上一层数分母 } //创建BigDecimal对象,小数点没有限制; //divide()方法表示除法运算 BigDecimal divide = new BigDecimal(a,110).divide(new BigDecimal(b,110),BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN); //输出黄金分割数,精确到101位(103代表字符数,包含0和.) System.out.println(divide.toPlainString().substring(0,103)); //0.61803398874989484820458683436563811772030917980576286213544862270526046281890244970720720418939113748 //小数点后101位,我们需要四舍五入至100位 //0.6180339887498948482045868343656381177203091798057628621354486227052604628189024497072072041893911375 } }
答案:0.6180339887498948482045868343656381177203091798057628621354486227052604628189024497072072041893911375
二、马虎的算式(填空)
题目描述
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文字版:
小明是个急性子,上小学的时候经常把老师写在黑板上的题目抄错了。
有一次,老师出的题目是:36x495=?
他却给抄成了:396x45=?
但结果却很戏剧性,他的答案竟然是对的!!
因为 36∗495=396∗45=17820。
类似这样的巧合情况可能还有很多,比如:27∗594=297∗54。
假设 a b c d e 代表 1 ~ 9 不同的 5 个数字(注意是各不相同的数字,且不含 0 )
能满足形如: ab∗cde = adb∗ce 这样的算式一共有多少种呢?
请你利用计算机的优势寻找所有的可能,并回答不同算式的种类数。
满足乘法交换律的算式计为不同的种类,所以答案肯定是个偶数。
解题思路
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根据题目要求,遍历所有数字组合,找到符合条件算式时,种类数+1即可。
解题代码
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public class 马虎的算式 { public static void main(String[] args){ int count = 0; //记录种类数 //数字1~9随机,故遍历所有循环,abcde间的所有数字可能,则需要不断嵌套循环 for(int a = 1;a < 10;++a) { for(int b = 1;b < 10;++b) { //循环前进行判断,保证是各不相同的数字 if(a != b) for(int c = 1;c < 10;++c) { if(a != c && b!= c) for(int d = 1;d < 10;++d) { if(a != d && b != d && c != d) for(int e = 1;e < 10;++e) { if(a != e && b != e && c != e && d != e) //如果 ab∗cde = adb∗ce if((a*10 + b ) * (c*100+d*10+e) == (c*10 + e ) * (a*100+d*10+b)) //数量+1 ++count; } } } } } System.out.print(count); } }