第四届蓝桥杯省赛真题-填空题-黄金连分数(Java实现)

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!
显然答案是一个小数,其小数点后有100位数字,请通过浏览器直接提交该数字。
注意:不要提交解答过程,或其它辅助说明类的内容。

题目类型:考大数类
分析思路:
1、化为求斐波那契数列相邻两项的比值,到多少项?越多越精确,n/n+1项,n再往上增加,这个比值的小数点后101位是稳定的,也就是不变的
2、double无法表示100位小数,需要用到Java中的大数类:BigInteger和BigDecimal

在这里插入图片描述
参考视频:蓝桥杯2013年省赛真题Java B组 第四题黄金连分数

package 第四届省赛;

import java.math.BigDecimal;
import java.math.BigInteger;

/**
 *  使用大数类:化为求[斐波那契数列]
 * @author wzc  
 * @date 2021年1月21日
 */
public class _2黄金连分数 {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		BigInteger a = BigInteger.ONE;
		BigInteger b = BigInteger.ONE;
		//斐波那契数列的迭代形式(n=500)
		for(int i=3;i<500;i++) {
    
    
			BigInteger t = b;
			b = a.add(b);
			a = t;
		}
		//大浮点数的除法
		//ROUND_HALF_DOWN:大于0.5,则表现为向上舍入;否则,表现为向下舍入。
		BigDecimal divide = new BigDecimal(a,110).divide(new BigDecimal(b,110),BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
		//截取字符串
		//toPlainString:这个不带指数字段的bigdecimal的字符串表示。
		//substring(0, 103):0.xxx...xxxa,100个x和0、小数点、第101位
		System.out.println(divide.toPlainString().substring(0, 103));
	}
}
  • 问题:如何确定n的值呢?
    我们可以逐步增大n的取值,直到结果稳定在同一个数上。
  • 问题:输出结果是答案吗?
    不是,输出结果是101位小数,我们要手动截取前100位小数,并进行四舍五入

输出结果

0.61803398874989484820458683436563811772030917980576286213544862270526046281890244970720720418939113748

答案

0.6180339887498948482045868343656381177203091798057628621354486227052604628189024497072072041893911375

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