C语言PAT刷题 - 1010 一元多项式求导

该博客介绍了一种使用C语言设计函数来求一元多项式导数的方法。首先,通过循环读取输入的系数和指数并存储在数组中。然后,利用求导规则(xn的导数为nxn-1)在函数`diff`中计算导数,并按特定格式输出。博客还提供了针对不同输入的测试案例,并给出了完整的源代码实现。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

作者的话:若有朋友复制代码去PAT试着运行遇到问题的:
1.可能是格式问题,可以先把从本站复制的代码粘贴到记事本,再把记事本里的代码复制,然后粘贴到PAT的代码区,提交本题回答,应该就可以了;
2.可能是注释原因,PAT有时候检测到注释会编译错误,所以可以先把注释删了,再进行提交回答。
3.可能是作者当初根据题目写出来的代码仍存在一些疏漏,而恰好当时的测试机制没那么完善,没检测出问题。后面测试机制有所更新,故出现问题,若有相关需要的可以评论区留言或私信作者,我看到的话会去再查一下疏漏之处,然后更新文章。

一、题目描述
设计函数求一元多项式的导数。(注:xn(n为整数)的一阶导数为nxn-1)。
输入格式:
以指数递降方式输入多项式非零项系数和指数(绝对值均为不超过 1000 的整数)。数字间以空格分隔。
输出格式:
以与输入相同的格式输出导数多项式非零项的系数和指数。数字间以空格分隔,但结尾不能有多余空格。注意“零多项式”的指数和系数都是 0,但是表示为 0 0。
输入样例:
3 4 -5 2 6 1 -2 0
输出样例:
12 3 -10 1 6 0

二、解题思路
读题:

系数(外文名coefficient),是指代数式的单项式中的数字因数。
指数是幂运算aⁿ(a≠0)中位于底数的右上角的一个参数。其中a为底数,n为指数。幂运算表示指数个底数相乘。当n是一个正整数,aⁿ表示n个a连乘。当n=0时,aⁿ=1。

本题要求设计函数求一元多项式的导数(即求K1xn+K2xn-1+…+Knx+K(n+1)x0的导数)(K为常数)。如:输入3 4表示3x4;输入3 4 -5 2表示3x4-5x2
求导规则:xn(n为整数)的一阶导数为n
xn−1
我们要做的就是根据求导规则将输入的一元多项式转换成相应的导数,并以同样的格式进行输出即可。
思路:
1.定义需要的变量(实际解题时是先定义认为需要用到的变量,后面遇到问题需要新定义变量时再回到上头来定义新的变量),利用循环从键盘接收一元多项式的系数和指数存储在整型数组a中;
2.将数组a、变量i-1传参给函数diff,调用函数diff根据求导规则打印出一元多项式求导后的系数和指数;
3.函数diff的具体思路。

三、具体实现
0.标准C源程序框架;

#include <stdio.h>
int main()
{
	return 0;
}

1.定义需要的变量(实际解题时是先定义认为需要用到的变量,后面遇到问题需要新定义变量时再回到上头来定义新的变量),利用循环从键盘接收一元多项式的系数和指数存储在整型数组a中;

	//根据题意,接收的一元多项式的系数、指数的绝对值不超过1000,也就是说最坏是x^0-x^1000,总计1001个指数
	//系数、指数又是成对出现,所以最坏的情况是要存储2002个数字,故给数组a分配2002个元素,避免越界
	int a[2002];
	int i = 0;//数组a用于接收一元多项式的系数、指数,i用于在循环中改变数组下标
	do {
		scanf("%d",&a[i++]);
	} while (getchar()!='\n');//用于接收空格,当接收到换行符时,说明输入结束,故结束循环

2.将数组a、变量i-1传参给函数diff,调用函数diff根据求导规则打印出一元多项式求导后的系数和指数;

	//调用函数diff根据求导规则打印出一元多项式求导后的系数和指数
	diff(a,i-1);

3.函数diff的具体思路。

void diff(int* p,int i)//2x^3-----6x^2     K 0--------0 0
{
	int j = 0;
	if (p[1]==0)//当p[1]为0,由于指数以降序输入,第一个指数就是0说明这个多项式并没有未知数,而是常数
	{
		printf("0 0");//常数求导后为0,输出格式为0 0(0x^0),故输出"0 0"
	}
	else//若输入的多项式并非常数,对其以一组(系数、指数)接一组的顺序进行检测与打印
	{
		for (j = 0; j < i; j += 2)
		{
			if (p[j + 1] == 0)//若条件为真,说明当前正在检测常数(多项式并非常数),求导后啥都不需要输出
			{
			}
			else
			{
				printf("%d %d", p[j] * p[j + 1], p[j + 1] - 1);//输出求导后的系数和指数
				printf("%c",((j+1==i) || (p[j+3]==0)) ? '\0' : ' ');
			}//若j+1=i,表明当前已是最后一组系数、指数,后面不用再输出空格;
		}//若p[j+3]==0,表明下一组的指数为0,下一组啥都不会输出,当前输出为最后一组输出的数字,后面不需要跟空格
	}
}

四、坑点(即一些特殊的测试数据,代表各种情况,只有在各种情况下都能实现想要的功能的程序,才是合格的程序。这些测试数据就是帮助我们检验程序是否真正合格的法宝)
1.K 0(K为常数)—————————————————希望的输出:0 0
2.2 2(2x2)——————————————————————— 4 1(4x)
3.1 2 5 0———————————————————————— 2 1(2x)("2 1"后不能有空格)
4.3 4 -5 2 6 1 -2 0———————————————————— 12 3 -10 1 6 0

五、全部代码

#include <stdio.h>
void diff(int* p,int i)//2x^3-----6x^2     K 0--------0 0
{
	int j = 0;
	if (p[1]==0)//当p[1]为0,由于指数以降序输入,第一个指数就是0说明这个多项式并没有未知数,而是常数
	{
		printf("0 0");//常数求导后为0,输出格式为0 0(0x^0),故输出"0 0"
	}
	else//若输入的多项式并非常数,对其以一组(系数、指数)接一组的顺序进行检测与打印
	{
		for (j = 0; j < i; j += 2)
		{
			if (p[j + 1] == 0)//若条件为真,说明当前正在检测常数(多项式并非常数),求导后啥都不需要输出
			{
			}
			else
			{
				printf("%d %d", p[j] * p[j + 1], p[j + 1] - 1);//输出求导后的系数和指数
				printf("%c",((j+1==i) || (p[j+3]==0)) ? '\0' : ' ');
			}//若j+1=i,表明当前已是最后一组系数、指数,后面不用再输出空格;
		}//若p[j+3]==0,表明下一组的指数为0,下一组啥都不会输出,当前输出为最后一组输出的数字,后面不需要跟空格
	}
}
int main()
{
	//根据题意,接收的一元多项式的系数、指数的绝对值不超过1000,也就是说最坏是x^0-x^1000,总计1001个指数
	//系数、指数又是成对出现,所以最坏的情况是要存储2002个数字,故给数组a分配2002个元素,避免越界
	int a[2002];
	int i = 0;//数组a用于接收一元多项式的系数、指数,i用于在循环中改变数组下标
	do {
		scanf("%d",&a[i++]);
	} while (getchar()!='\n');//用于接收空格,当接收到换行符时,说明输入结束,故结束循环
	diff(a,i-1);
	return 0;
}
### 回答1: 一元多项式求导是指对一个只有一个变量的多项式函数进行求导操作。具体来说,就是对多项式中的每一项分别求导,并将结果相加得到最终的导数。 例如,对于多项式 f(x) = 3x^2 + 2x + 1,其导数为 f'(x) = 6x + 2。 在求导的过程中,需要注意多项式中每一项的系数和指数都要乘以其对应的导数,而常数项的导数为。此外,还需要注意链式法则和乘法法则等求导规则的应用。 总之,一元多项式求导是微积分中的基本操作之一,对于理解和应用微积分具有重要意义。 ### 回答2: 一元多项式求导是高中数学中的重要部分,也是微积分的重要内容之一。在学习一元多项式求导时,我们需要掌握以下几个方面的知识。 首先,我们需要知道什么是一元多项式一元多项式是指只含有一个变量的多项式,例如:$f(x) = x^5+x^3-2x+1$。 其次,我们需要掌握导数的概念。导数是一个函数在某一点的斜率,它描述了函数在该点附近的变化趋势。导数的定义公式为:$$f'(x) = \lim\limits_{h \to 0} \frac{f(x+h)-f(x)}{h}$$其中,$h$表示$x$的增量。 然后,我们需要了解求导的基本公式。对于$x^n$,它的导数为$nx^{n-1}$;对于$f(x)+g(x)$,它的导数为$f'(x)+g'(x)$;对于$f(x)g(x)$,它的导数为$f'(x)g(x)+f(x)g'(x)$。 最后,我们需要掌握求导的规则。对于多项式求导,我们可以将每一项分别求导,然后将它们相加得到整个多项式导数。例如:$$\begin{aligned}f(x) &= x^5+x^3-2x+1 \\ f'(x) &= 5x^4+3x^2-2\end{aligned}$$ 需要注意的是,多项式求导的结果仍然是一个多项式,只是次数会降低一次。 总之,学习一元多项式求导需要牢固掌握多项式导数求导公式和求导规则等基本知识,通过大量的例练习和思考,逐渐提高求解问的能力。 ### 回答3: 在学习高等数学中,我们经常会遇到多次函数与多项式函数,而其中一个重要的操作就是求导。在本中,我们将介绍一元多项式求导,其中多项式可以看做一个函数,其导函数便是对函数求导所得。接下来,我们将分几个方面介绍一元多项式求导。 一、多项式函数的定义及性质 在介绍多项式函数的求导之前,先要理解多项式函数的定义及其性质。多项式函数是指由常数和变量经过有限次加、减、乘、幂运算所得到的函数,例如:f(x) = a0 + a1x + a2x^2 + … + anx^n 中,a0,a1,a2,…,an 是常数,x 是自变量,n 是正整数。其中,每一项称为一项式,每项式中的常数和变量作为一个整体称为项系数。 多项式函数有几个重要的性质:首先,多项式函数是一个连续的函数,其在实数范围内均有定义。其次,多项式函数的导数仍是一个多项式函数。最后,多项式函数在某个点处的导数就是它在该点的斜率。 二、一元多项式求导的原理 一元多项式求导的原理是利用导数的公式,对多项式函数中的每一项式分别求导,然后将每一项式的导数相加,得出多项式导数函数。具体而言,如果多项式的表达式为: P(x) = a0 + a1x + a2x^2 + … + anx^n 则它的导数函数为: P'(x) = a1 + 2a2x + 3a3x^2 + … + nanx^(n-1) 其中,a1,a2,a3,…,an 是各项式的系数,同时也是导数函数中各项式的系数。 三、一元多项式求导的基本规律 在求多项式的导函数时,需要掌握数学家牛顿的除积法则和幂法则等相关的基本规律。它们的具体表述如下: 1、常数函数求导后为0,即:(C)'=0 2、幂函数求导后,指数减1,再乘上原来的系数,即:(x^n)' = n*x^(n-1) 3、和函数的导数等于各式的导数的和,即:(u + v)' = u' + v' 4、积函数的导数等于两式分别求导后的积加上前者的导数乘以后者,即:(uv)' = u'v + uv' 5、商函数的导数等于后式的平方乘以前式的导数减去前式的平方乘以后式的导数,并除以后式的平方,即:(u/v)' = (u'v - uv')/v^2 四、一元多项式求导的举例 最后,我们来看一些实际的例子。 1、求出多项式 f(x) = 3x^4 - 2x^2 + 5 在 x = 1 时的导数。 由一元多项式求导的原理可知,首先需要对每一项式分别求导,其次将各项式的导数相加得到整个多项式导数函数。 因此: f'(x) = 12x^3 - 4x 将 x = 1 代入上述式子中,则有: f'(1) = 12*1^3 - 4*1 = 8 因此,多项式 f(x) 在 x = 1 时的导数为 8。 2、求出多项式 g(x) = 4x^3 - 2x^2 + x - 5 的导数函数。 同样地,我们可以利用多项式求导的原理,对 g(x) 的每一项式分别求导,然后将各项式的导数相加。 因此: g'(x) = 12x^2 - 4x + 1 具体来说, 4x^3 的导数系数为 12x^2, -2x^2 的导数系数为 -4x, x 的导数系数为 1, -5 的导数系数为 0。 综上所述,一元多项式求导是一种重要的数学运算,它在高等数学和其他学科中都扮演着重要的角色。因此,我们应该对其重要性有深刻的认识,并善于应用其基本原理及规律,以解决实际问
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值