• 连分数


    连分数法解佩尔方程特解

    一、佩尔方程的形式:

    二、关于佩尔方程的特解:

             特解是指佩尔方程的最小整数解,容易发现当x最小的时候y也同样达到最小。在一般情况下,佩尔方程的特解是通过暴利枚举方法得到的,本文将介绍如何用应用连分数法求特解。

             本文将不涉及证明,只介绍方法。

    三、连分数法:

             一个实数的简单连分数表示,是指将一个实数用以下方法表示:

     

    可以把连分数简记为:

     

    有理数的连分数有两种表示形式:

     

    所有无限连分数都是无理数,而所有无理数都可以用一种精确的方式表示成无限连分数,可以用这种方法逼近,无理数的值。

    四、关于一个非完全平方数的平方根的连分数表示:

    可以证明:一个非完全平方数的平方根的连分数是以周期呈现的。

    比如:

     

    简写为:

     

    在之后就会循环出现1,2,4,2,1,8

    我们不妨这样记这种连分数的形式:

     

    显然循环节的长度是6

    并且还有个重要的特点:这个循环节一定是从开始的,且最后一个数一定是2倍的

    五、求解佩尔方程的最小特解:

    我们将写成连分数的形式:

    并且我们记:

    (关于计算p,q:只要按照连分数的展开形式,迭代计算即可)

    其中如果记循环节长度为s

    那么有如下结论:

    1、如果s为偶数时。最小特解为:

    2、如果s为奇数时,最小特解为:

     

    六、计算

    我们希望得到准确的连分数展开,那么关键在于不用浮点型计算。接下来以为例,解释如何计算的连分数。

    我们记当前展开为,那么首先

    按照这种方式,我们计算出了的连分数:

    然后可以计算出来:

    由于循环节长度6是偶数,那么佩尔方程的最小特解是:

    之后我们参照上面的例子,来设计计算连分数的算法:

    我们记:

    那么显然有:

    之后我们可以得到:

    可以证明,这里一定是大于0的,这个实际上就是下次的

    继续推导有:

    可以证明,分母是可以被整除的。那么上式就可以写成:

    那么容易得到新的b,c是:

    还有,结果很大1000以内好多结果都超long long了。。。要改成大数才行。。。

    七、关于如何解佩尔方程:

             这个请参考AekdyCoin牛的空间:http://hi.baidu.com/aekdycoin/item/a45f7c37850e5b9db80c03d1

    八、代码

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