自然常数 e 可以用级数 1+1/1+1/2+⋯+1/n+⋯ 来近似计算。本题要求对给定的非负整数 n,求该级数的前 n+1 项和。

本文介绍如何使用C++实现计算自然常数e的级数和,针对给定的非负整数n,通过1到n+1阶乘的累加来近似e的值,适用于数学和编程学习者。

自然常数 e 可以用级数 1+1/1!+1/2!+⋯+1/n!+⋯ 来近似计算。本题要求对给定的非负整数 n,求该级数的前 n+1 项和。

输入格式:

输入第一行中给出非负整数 n(≤1000)。

输出格式:

在一行中输出部分和的值,保留小数点后八位。

输入样例:

10

输出样例:

2.71828180
#include <stdio.h>

double fact( int n );

int main(){
    int n;
    double sum = 1.0;
    
    do{
        scanf("%d", &n);
    }while( n<0 || n>1000 );    //保证n的范围
    
    for( int i=1; i<=n; i++){
        sum += 1.0 / fact(i);
    }
    
    printf("%.8lf", sum);
    
    return 0;
}

double fact( int n ){
    if( n <= 1 )
        return n;
    else
        return n * fact( n-1 );
}

使用级数 $1 + \frac{1}{1!} + \frac{1}{2!} + \cdots + \frac{1}{n!}$ 计算自然常数 $e$ 的近似值,核心在于计算每一的阶乘倒数并累加。以下给出不同编程语言的实现示例: ### C语言实现 ```c #include <stdio.h> int main() { int n, i; double b = 1, sum = 0; // 输入非负整数n scanf("%d", &n); for (i = 1; i <= n; i++) { b *= i; sum += 1.0 / b; } // 输出结果,保留小数点后八位 printf("%.8lf", sum + 1); return 0; } ``` 此代码通过循环计算每一的阶乘,并将其倒数累加到 `sum` 中,最后加上首 1 得到结果,按要保留八位小数输出[^1]。 ### C语言递归实现 ```c #include <stdio.h> double fact(int n) { if (n <= 1) return 1; else return n * fact(n - 1); } int main() { int n; double sum = 1.0; do { scanf("%d", &n); } while (n < 0 || n > 1000); for (int i = 1; i <= n; i++) { sum += 1.0 / fact(i); } printf("%.8lf", sum); return 0; } ``` 这里定义了递归函数 `fact` 用于计算阶乘,然后在 `main` 函数中进行累加得到近似值,同样保留八位小数输出[^5]。 ### Java实现 ```java public class CalcE { // 利用迭代方式计算阶乘 public static long factorial(int n) { int r = 1; for (int i = 1; i <= n; i++) { r *= i; } return r; } public static double calcE(int n) { double e = 1; for (int i = 1; i <= n; i++) { e += 1.0 / factorial(i); } return e; } public static void main(String[] args) { // 计算10的值 System.out.printf("%.8f", calcE(10)); } } ``` 在 Java 代码中,定义了 `factorial` 函数计算阶乘,`calcE` 函数计算级数,最后在 `main` 函数中调用并输出结果,保留八位小数[^3]。 ### 注意事 当 $n$ 较大时,如 $n = 1000$,阶乘结果可能会超出 `int` 范围,导致溢出错误。可将表示阶乘结果的变量改为 `double` 型来解决,如在 C 语言中使用 `double` 类型变量存储阶乘值[^2]。
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