小编典典

产生2的平方根的数字

algorithm

我想生成2到 3百万个数字的 平方根的 数字。

我知道Newton-
Raphson,
但是由于缺乏biginteger支持,所以我不太了解如何在C或C
++中实现它。有人可以指出我正确的方向吗?

另外,如果有人知道如何用python(我是初学者)来做,我也将不胜感激。


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2020-07-28

共1个答案

小编典典

您可以尝试使用映射:

a/b -> (a+2b)/(a+b)从开始a= 1, b= 1。这收敛到sqrt(2)(实际上给出了它的连续分数表示)。

现在的关键是:这可以表示为矩阵乘法(类似于斐波那契)

如果a_n和b_n是步骤中的第n个数字,则

[1 2] [a_n b_n] T = [a_(n + 1)b_(n + 1)] T
[1 1]

现在,这给了我们

[1 2] n [a_1 b_1] T = [a_(n + 1)b_(n + 1)] T
[1 1]

因此,如果2x2矩阵为A,我们需要计算A n,这可以通过重复平方来完成,并且仅使用整数算术(因此您不必担心精度问题)。

另请注意,您获得的a / b始终为简化形式(如gcd(a,b)= gcd(a + 2b,a + b)),因此如果您考虑使用分数类来表示中间值结果,不要!

由于第n个分母类似于(1 + sqrt(2))^ n,要获得300万个数字,您可能需要计算直到3671656 个项。

请注意,即使您正在寻找约360万项,重复平方也可以让您计算O(Log n)乘法和加法中的第n个项。

而且,可以轻松地将其并行化,这与诸如Newton-Raphson等迭代式迭代法不同。

2020-07-28