はじめに
この実験では、2 つの異なるアプローチを使って、1^2 + 3^2 + 5^2 +... + n^2 の級数の和を求める C++ プログラムを書く方法を学びます。手順を段階的に案内して、プロセスを理解するのを助けます。
新しい C++ ファイルを作成する
まず、新しい C++ ファイルを作成する必要があります。ターミナルを開き、~/project ディレクトリに移動します。ここで、main.cpp という名前の新しいファイルを作成します。
cd ~/project
touch main.cpp
最初の方法を使ってコードを書く
ここでは、最初の方法を使ってプログラムを書きます。この方法では、for ループを使って n までの奇数を反復処理し、それらの二乗を sum 変数に加算します。
#include<iostream>
using namespace std;
int pattern_sum(int n){
int sum=0;
for(int i=1;i<=n;i+=2){
sum+=(i*i);
}
return sum;
}
int main(){
int num;
cout<<"Enter the number of terms you want: ";
cin>>num;
cout<<"The sum of the series is: "<<pattern_sum(num)<<endl;
return 0;
}
コードの説明：
- まず、必要なヘッダーファイルをインクルードします。
- 次に、整数
nを入力として受け取り、級数の和を返すpattern_sumという関数を書きます。 - 関数の中で、
sumという変数を 0 で初期化します。 - 1 から n まで 2 のステップで for ループを使って奇数を取得し、それらの二乗を sum 変数に加算します。
- 最後に、sum を返します。
main()関数では、ユーザーに入力したい項数を尋ね、その値をnum変数に格納します。- ユーザーの入力を使って
pattern_sum()関数を呼び出して、級数の和を表示します。
2 番目の方法を使ってコードを書く
ここでは、2 番目の方法を使ってプログラムを書きます。この方法では、数学的な公式を使って級数の和を求めます。
#include<iostream>
using namespace std;
int pattern_sum(int n){
int sum;
sum = ( ((2 * n) - 1) * (((2 * n) - 1)+ 1) * ( ( 2 * ((2 * n) - 1) ) + 1 ) ) / 6;
return sum;
}
int main(){
int num;
cout<<"Enter the number of terms you want: ";
cin>>num;
cout<<"The sum of the series is: "<<pattern_sum(num)<<endl;
return 0;
}
コードの説明：
- まず、必要なヘッダーファイルをインクルードします。
- 次に、整数
nを入力として受け取り、級数の和を返すpattern_sumという関数を書きます。 - 関数の中で、数学的な公式を使って級数の和を求め、それを
sum変数に格納します。 - 最後に、sum を返します。
main()関数では、ユーザーに入力したい項数を尋ね、その値をnum変数に格納します。- ユーザーの入力を使って
pattern_sum()関数を呼び出して、級数の和を表示します。
main.cpp の完全なコード
ここに、級数の和を求めるための 2 番目の方法を使った main.cpp の完全なコードを示します。
#include<iostream>
using namespace std;
int pattern_sum(int n){
int sum;
sum = ( ((2 * n) - 1) * (((2 * n) - 1)+ 1) * ( ( 2 * ((2 * n) - 1) ) + 1 ) ) / 6;
return sum;
}
int main(){
int num;
cout<<"Enter the number of terms you want: ";
cin>>num;
cout<<"The sum of the series is: "<<pattern_sum(num)<<endl;
return 0;
}
まとめ
この実験では、1^2 + 3^2 + 5^2 +... + n^2 の級数の和を求める方法として、for ループを使う方法と数学的な公式を使う方法の 2 つの異なるアプローチを学びました。また、この問題を解くための C++ プログラムを書く方法についても学びました。これで、C++ を使って級数の和を求める方法を明確に理解しているはずです。
