「模拟赛20190329」作业 泰勒展开

题目描述

小W的数学老师总是喜欢布置计算题作为业,小W却只对证明题感兴趣。
这一次,小W的数学老师布置了一道计算题:
已知递推公式
(f_n=1-nf_{n-1}(n>0))
(f_0=1-e)
对于老师给定的(n),小W需要计算(f_n)。小W认为这个作业非常简单而且无聊,所以他找到了你,希望你能帮助他完成这道作业题。

输入

第一行一个整数(n),表示给定的(n)

输出

一行一个浮点数表示答案,保留(4)位小数。

样例

样例输入

#样例1
0
#样例2
2

样例输出

#样例1
0.6321
#样例2
0.2642

数据范围

对于(10\%)的数据(n<=10)
对于(100\%)的数据满足(n<=10000)

题解

真·数学题。

解法(1)
(10)个暴算,(11-50)二分答案用(f_{n-1}=frac{1-f_n}{n})验证。更大的算近似值(f_napproxfrac{1}{n+2})

解法(2)
(Orz),跪膜(Freopen)大爷。
(frac{1}{e})泰勒展开变成(sum(-1)^ncdot frac{1}{n!})
(f_n)变成非递推形式,这一步很好想:

[f_n=sum_{i=0}^{n}(-1)^{n-i}cdotfrac{n!}{i!}-(-1)^ncdot n!cdotfrac{1}{e} ]

(frac{1}{e})带入进去,注意(frac{1}{e})展开后是有无穷项的。

[f_n=sum_{i=0}^{n}(-1)^{n-i}cdotfrac{n!}{i!}-sum_{i=0}(-1)^{n+i}cdot frac{n!}{i!} ]

因为(n-i)(n+i)的奇偶性是相同的,我们可以前后抵消一大坨

[f_n=sum_{i=n+1}(-1)^{n+i}cdotfrac{n!}{i!}=sum_{i=1}(-1)^{i}cdotfrac{n!}{(n+i)!} ]

发现(frac{n!}{(n+i)!})必定小于(1),而且是在做除法,精度不会流失,那么我们就可以枚举(i),直到某一项小于(eps)之后就停止,由于是以阶乘的速度减小,所以只需要枚举几项就可以了。

代码采取的是第二种方法。

(Code:)

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define eps 1e-6
int n;
double ans, now;
int main()
{
	scanf("%d", &n);
	now = 1;
	for (int i = 1; now >= eps; i++)
	{
		now = now / (n + i);
		if (i & 1)
			ans += now;
		else
			ans -= now;
	}
	printf("%.4f
", ans);
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/ModestStarlight/p/10624193.html