如何计算序列e ^( - x)之和的精度E = 0.0001?

时间:2015-03-26 20:27:27

标签: c++ c loops sequence precision

所以我可以计算出没有准确度E的序列总和。

    int t=1, x, k;
    float sum, a, result, factorial=1, E=0.0001;
    for(k=0;k<=(n);k++){
                while(t<=n){
                        factorial*=t;
                        t++;
                }
                sum=(pow(-x,k))/factorial;
                sum+=sum;
                //while(fabs(sum-???)<E){
                //        result=sum;
                //}
    }

所以我知道序列的总和 sum(k) 。但要用accurace E 计算,我必须知道前一个元素的总和 sum(k-1) 。如何从 for loop 获得总和(k-1)? 抱歉英语。

4 个答案:

答案 0 :(得分:2)

这是e ^( - x)的泰勒系列吗?如果是这样的话你就写错了。我不认为你所得到的东西会收敛。

http://www.efunda.com/math/taylor_series/exponential.cfm

e ^( - x)是1 +( - x)+( - x)^ 2/2! +( - x)^ 3/3! + ...

double calculate_power_of_e(double xx, double accuracy) {
    double sum(1.0);
    double term(1.0);
    for (long kk=1; true; ++kk) {
        term *= (-xx) / kk;
        sum += term;
        if (fabs(term) < accuracy)
            break;
    }

    return sum;
}

printf("e^(-x)" = %.4f\n", calculate_power_of_e(5.0, .0001));

答案 1 :(得分:0)

首先说明您应用的权力公式:根据wikipedia,您应该添加pow(-x,k)/(k!)而不是pow(-x,k)/(n!)这两个词。

这会导致代码的小优化:k! = k * (k-1)!我们可以避免内部while循环和大量无用的乘法。

顺便说一句,构建总和的方式也存在错误:您总是删除先前的结果,然后再添加第二次当前的术语。

一旦纠正,你只需要处理一个额外的变量:

double myexpo(double x, int n=100) {
    int k;
    double sum = 1.0, pvsum, factorial = 1.0, E = 0.0001;
    for (k = 1; k <= (n); k++){  // start with 1
        pvsum = sum;
        factorial *= k;            // don't calculate factorial for 0. 
        sum += (pow(-x, k)) / factorial;

        if (k > 1 && fabs(sum - pvsum) < E) {  // check if diff is small enough
            cout << k << " iterations" << endl; 
            break;     // interupt the for loop if it's precise enough
        }
    }
    return sum;   // at the end of the loop sum is the best approximation
}

您可以使用以下方法测试此功能:

double x; 
do {
    cout << "Enter number: ";
    cin >> x;
    cout << myexpo(x) << endl; 
    cout << exp(-x) << endl; 
} while (x > 0);

备注: 我建议使用double或使用f后缀作为浮动内容(例如0.001f),即使它按原样工作。

答案 2 :(得分:0)

检查术语的绝对值何时小于所需的准确度。

double sum = 0, x = 1, k = 0, E = 0.0001, fact = 1;
while(true){
    double term = pow(-x, k) / fact;
    if(fabs(term) < E)
        break;
    sum += term;
    fact *= (++k);
}
printf("e^(-x) = %.4f", sum);

答案 3 :(得分:0)

当术语与1.0相比无关紧要时,停止循环。

通过使用递归,|x|不是太大,最小的项首先求和。

e(x) = 1 + x/1! + x*x/2! + x*x*x/3! + ...

double my_exp_term(double x, double term, unsigned n) {
  if (term + 1.0 == 1.0) return term;
  n++;
  return term + my_exp_term(x, term*x/n, n);
}

double my_exp(double x) {
  return 1.0 + my_exp_term(x, x, 1);
}

double y = my_exp(-1);

Exponential function