2018年 第九届蓝桥杯 Java B组 复数幂

博客围绕复数幂展开,提出求(2+3i)的123456次幂的精确表示问题,要求写成“实部±虚部i”形式且实部和虚部为整数。因数据量大,答案需用Java大数类,结果输出到文件。

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3.复数幂

设i为虚数单位。对于任意正整数n,(2+3i)^n 的实部和虚部都是整数。
求 (2+3i)^123456 等于多少? 即(2+3i)的123456次幂,这个数字很大,要求精确表示。
答案写成 "实部±虚部i" 的形式,实部和虚部都是整数(不能用科学计数法表示),中间任何地方都不加空格,实部为正时前面不加正号。(2+3i)^2 写成: -5+12i,
(2+3i)^5 的写成: 122-597i
注意:需要提交的是一个很庞大的复数,不要填写任何多余内容。

【答案】:由于此题目的数据量极大用到java中的大数类,输出结果在控制器上无法显示完整,要输出到文件中。

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.math.BigInteger;

public class Main {
	public static void main(String args[]) throws IOException {
		BigInteger a = new BigInteger("2");
		BigInteger b = new BigInteger("3");
		BigInteger c = new BigInteger("1");
		BigInteger d = new BigInteger("0");
		BigInteger e;
		FileWriter f = new FileWriter("x.txt");
		for (int i = 0; i < 123456; i++) {
			e = c;
			c = a.multiply(c).subtract(b.multiply(d));// c=a*c-b*d
			d = a.multiply(d).add(b.multiply(e));// d=a*d-b*e
		}
		f.write(c + "+" + d + "i");
		f.close();
	}

}
蓝桥杯Java A比赛中,面对复数高次运算和大数处理的挑战,推荐使用《蓝桥杯Java A真题解析:大数运算与迷宫问题》作为学习资源。这本书详细解析了历真题,提供了针对此类问题的解题思路和技巧。 参考资源链接:[蓝桥杯Java A真题解析:大数运算与迷宫问题](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/1da2t8cjj8?spm=1055.2569.3001.10343) 首先,对于复数高次的计算,可以采用快速算法来减少计算量。快速算法利用二进制分解指数的方法,将运算的时间复杂度降低到O(log n),其中n是指数。实现时,首先将指数n转换为二进制表示,然后用迭代的方式,每一步将基数平方(对应二进制中的1),并将结果累乘(对应二进制中的0)。由于复数运算涉及到实部和虚部,需要特别注意复数乘法的规则,即(i^2 = -1)。 其次,在处理大数运算时,Java提供了BigInteger类,能够处理超出基本数据类型范围的数值运算。对于需要频繁进行的乘法运算,Karatsuba算法是一个比传统乘法更高效的算法,适用于大数乘法。Karatsuba算法基于分治的思想,将大数分成更小的部分,然后通过三次小数的乘法计算出最终结果,并通过加减法来合并中间结果。此外,为了更高效地处理大数除法和取模运算,还可以使用FFT(快速傅里叶变换)等算法优化。 结合这些方法,可以有效地解决蓝桥杯Java A比赛中关于复数高次和大数处理的问题。通过阅读《蓝桥杯Java A真题解析:大数运算与迷宫问题》这本书,你可以获得更多的实战经验和技巧,这将帮助你在实际的编程和算法设计中更加游刃有余。 参考资源链接:[蓝桥杯Java A真题解析:大数运算与迷宫问题](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/1da2t8cjj8?spm=1055.2569.3001.10343)
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