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  • PTA|基础编程题目集|7-15

    解题

    循环判断当前项是否大于给定阈值,大于就将当前项累加到结果中,否则继续。

    如何计算当前项?

    • 分子、分母直接简单累乘后相除 不符合题目要求,会超出范围

    • 分子分母约分化简后再相除,如何化简?

      • 观察通项:

        [frac{n!}{3*5*7*...*(2n+1)} ]

        分子是n!,分母是奇数累乘。等价表示如下:

        [frac{1*2*3*4*5*...*n}{3*5*7*...*(2n+1)} ]

        分子与分母之间有共同的约数(奇数):3,5,7....。分子分母化简后就形如:

      • 化简通项

      n为偶数,分母小于n的因子都被约掉了

      [frac{2*4*6*...*n}{(n+1)*...*(2n+1)} ]

      n为奇数, 分母小于等于n的因子被约掉了

      [frac{2*4*6*...*(n-1)}{(n+2)*...*(2n+1)} ]

      • 相除计算

        根据化简后的通项公式,可以求出每一项的值。但是对于这样的问题,后一项与前一项之间存在一定的递进关系,各自单独求出每一项,势必存在重复的计算,不够明智,很自然的想法是期望在上一项的基础上,进行少量的运算即可得出当前项的结果。

        类似我们求解1!+2!+3!+...+n!

    是否可行呢,我们先看具体的项数(n=4,5,6)情况。

    n=4

    [frac{2*4}{5*7*9} ]

    n=5

    [frac{2*4}{7*9*11} ]

    n=6

    [frac{2*4*6}{7*9*11*13} ]

    观察可知,分子变化相对简单——因子只增加,而分母的因子存在增加和减少的情况。

    若n为偶数,分母增加的因子是(2*n+1),分子增加因子n

    若n为奇数,分母增加的因子是2*n+1,减少的因子是n,分子不变。

    接下来通过具体的代码去实现。

    关键点

    每一项的分子与分母类型为 long long int,需要将分子与分母化简后再计算,不能直接各自求积相除,否则报错。

    参考代码

    #include <iostream>
    #include <iomanip>
    
    using namespace std;
    int main()
    {
    	float f,total=0;
    
    	cin>>f;						//给定阈值
    	int n=0;
    	long long int mo=1,de=1;	//mo为分子,de为分子
    	float temp=(mo*1.0/de);
    	while(temp>=f)			//小于阈值时停止
    	{	
    		total+=temp;		//结果累加
    		n++;
    
    		if(n%2==0)		//n为偶数时分母、分子计算
    		{
    			mo*=n;
    			de*=(2*n+1);
    
    		}
    
    		else			//n为奇数时分母、分子计算
    		{
    			de/=n;
    			de*=(2*n+1);
    		}
    		
    		temp=(mo*1.0/de);	//更新当前项
    	}
    
    	//最后一项小于阈值的项仍要加进来
    	total+=temp;
    
    	// 保留6位小数输出
    	cout<<fixed<<setprecision(6)<<total*2.0<<endl;
    
    	return 0;
    }
    
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