黄金连分割数

package com.zcb;
/**
 * 
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!

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。

 */
import java.math.BigDecimal;
import java.math.MathContext;

/**
 * @author zhengchubin
 * 
 */
public class YellowNumber {

	public static void main(String[] args) {
		// 递归次数越多越精确
		BigDecimal b = new BigDecimal(f(2000).toString(), new MathContext(100));
		System.out.println(b);

	}
	public static BigDecimal f(int num) {
		if (num == 1) {
			return BigDecimal.ONE;
		}
		return BigDecimal.ONE.divide(BigDecimal.ONE.add(f(num - 1)),
				new MathContext(200));
	}
}

### 使用递归算法实现黄金连的计算 黄金分割可以通过连分的形式表示,其形式如下: \[ \text{黄金} = \frac{1}{1 + \frac{1}{1 + \frac{1}{1 + \ldots}}} \] 为了使用递归来计算黄金连,可以将其分解为逐步逼近的过程。具体来说,我们可以定义一个函 `gold_fraction(n)` 来表示第 \( n \) 层次的近似值。 #### 递归逻辑 递归的核心在于每一层都返回当前层次的结果,并依赖下一层的结果来完成计算。对于黄金连而言,第 \( n \) 层的值可以用以下公式表示: \[ f(n) = \begin{cases} 0 & \text{if } n = 0 \\ \frac{1}{1 + f(n-1)} & \text{otherwise} \end{cases} \] 当递归达到指定的最大层时停止,并返回最终结果。 以下是 Python 实现代码: ```python def gold_fraction(n): if n == 0: return 0 else: return 1 / (1 + gold_fraction(n - 1)) # 计算黄金连的近似值(设定最大递归深度) depth = 100 # 设置较大的递归深度以提高精度 result = gold_fraction(depth) print(f"{result:.102f}") # 输出小点后100位 ``` 上述代码中,`gold_fraction` 函实现了黄金连的递归计算。通过设置足够的递归深度(如 100),可以获得较高的精度[^4]。 需要注意的是,默认浮点可能无法满足高精度需求。如果需要更高精度的小点后 100 位,则应考虑使用 Python 的 `decimal` 模块或其他支持任意精度的大库[^3]。 --- #### 大处理优化 由于标准浮点的精度有限,直接使用递归可能会导致误差累积。因此,推荐采用 `decimal` 模块来进行高精度计算。以下是改进版本的代码: ```python from decimal import Decimal, getcontext getcontext().prec = 110 # 设置精度为110位,确保最后输出100位有效 def gold_fraction_decimal(n): if n == 0: return Decimal(0) else: return Decimal(1) / (Decimal(1) + gold_fraction_decimal(n - 1)) # 设定递归深度并调用函 depth = 100 result = gold_fraction_decimal(depth) # 打印结果,保留小点后100位 formatted_result = format(result, ".100f") print(formatted_result.rstrip('0').rstrip('.') if '.' in formatted_result else formatted_result) ``` 此代码片段设置了更高的精度上下文,并使用 `Decimal` 类型替代默认浮点类型,从而能够更精确地计算黄金分割值[^2]。 --- ### 结果分析 通过以上方法,可以得到黄金分割的小点后 100 位精度值。例如,运行程序可获得类似于以下结果(实际结果需自行验证): ``` 0.6180339887498948482045868343656381177203091798057628621354486227052604628189024497072072041893911374847541 ``` ---
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