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Tengo una serie de fracciones: 1/1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n

El programa pide primeramente el número n y a continuación debería sumar las fracciones correspondientes. Pero, ¿cómo sería el código en Java? Esto es lo que he podido hacer:

/* Una constante para que el divisor sea fijo y no se pueda cambiar */
private static final double DIVISOR = 1;

public static void main(String[] args) {
    Scanner teclado = new Scanner(System.in);

    boolean datoValido = false;

    while (!datoValido){
        System.out.println("Introduce el divisor máximo.");

        datoValido = teclado.hasNextInt();

        if(datoValido){
           int dividendoMax = teclado.nextInt();

           double i = 1;
           double fraccion = 0;
           double resultado = 0;


            while (i<=dividendoMax){
               fraccion = DIVISOR/i;
               resultado = resultado + fraccion;
               i++;
           }
            System.out.println(resultado);

        } else {
            System.out.println("Dato no válido.");
            teclado.nextLine();
        } // fin if datoValido

    } //fin while

}

No sé si se podría enfocar de otra manera más sencilla.

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  • Lo que se me ocurre es que podrias dividir 1/denominador para convertirlo a decimal y sumar estos decimales, luego debes de hacer un metodo que convierta decimales a fracciones, hay librerias que hacen eso como la commans math3. el 21 oct. 2016 a las 17:50
  • 1
    No no quiero el código entero, solo quiero que me expliquéis como podría enfocarlo, perdón si me he expresado mal
    – marxal
    el 21 oct. 2016 a las 18:27
  • Tu código parece ser una buena manera de encarar el problema que enunciaste, y @Andres Manzalini complemento tu solución con un enfoque recursivo. quizás si detallas mejor el problema, o lo que te parece que le falta a tu enfoque tendrías mejores respuestas el 16 abr. 2017 a las 23:39
  • Tu codigo no se ve mal. Lo más objectable en mi opinión es la comparación i<=dividendoMax donde comparas double con int (lo cual convertirá automáticamente todo a double), y es peligroso hacer comparaciones por igualdad de double (aunque en este caso probablmente ande bien, es mala práctica). Te recomiendo cambiar i a int
    – leonbloy
    el 17 abr. 2017 a las 22:11
  • 1
    Tampoco queda claro si te piden que sumes e imprimas el resultado como número de punto flotante, o que devuelvas la fracción exacta.
    – leonbloy
    el 17 abr. 2017 a las 22:13

3 respuestas 3

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+300

📖 De acuerdo con Wikipedia:

En matemáticas, se define el n-ésimo número armónico como la suma de los recíprocos de los primeros n números naturales:

fórmula

💻 He aquí una solución con Streams y Lambdas de Java 8:

Fracción decimal

/* 
 * Se obtiene n
 */
int n = sc.nextInt();

double result =
        /* 
         * Se genera un stream de enteros, desde 1 a n
         */ 
        IntStream.rangeClosed(1, n)
        /* 
         * Se obtiene el inverso de cada número, dividiendo 1.0 entre el 
         * número, desde 1.0/1 a 1.0/n
         */
        .mapToDouble(e -> 1.0 / e)
        /*
         * Se obtiene la suma de todos lo números calculados previamente
         */
        .sum();

System.out.println(result);

Si n = 1, el resultado es: 1.0
Si n = 2, el resultado es: 1.5
Si n = 3, el resultado es: 1.8333333333333333
Si n = 4, el resultado es: 2.0833333333333335
Si n = 5, el resultado es: 2.283333333333333

Fracción común

/* 
 * Se obtiene n
 */
int n = sc.nextInt();

/*
 * Se obtiene el mínimo común múltiplo de todos los denominadores, 
 * de 1 a n
 */
int denominador = IntStream.rangeClosed(1, n).reduce(1, (a, b) -> mcm(a, b));

/*
 * Se divide el mínimo común múltiplo entre cada denominador y se suma
 */
int numerador = IntStream.rangeClosed(1, n).reduce(0, (a, b) -> a + (denominador / b));

/*
 * Se obtiene la fracción con el numerador y denominador calculados
 * previamente
 */
String result = String.format("%d/%d", numerador, denominador);

System.out.println(result);

Donde el método mcm:

/**
 * @return máximo común divisor de a y b
 */
private static int mcd(int a, int b) {
    return b == 0 ? a : mcd(b, a % b);
}

/**
 * @return mínimo común múltiplo de a y b
 */
private static int mcm(int a, int b) {
    return (Math.abs(a) / mcd(a, b)) * Math.abs(b);
}

Si n = 1, el resultado es: 1/1
Si n = 2, el resultado es: 3/2
Si n = 3, el resultado es: 11/6
Si n = 4, el resultado es: 25/12
Si n = 5, el resultado es: 137/60


📓 Referencias

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Dejo una alternativa, que intenta predecir el número armónico sin tener que estar sumando términos uno por uno.

En el artículo de Wikipedia que habla sobre el número armónico, aparece la siguiente imagen.

Gráfica.

El número armónico H_n,1 con n=x con su límite asintótico y+log(x) (gráfica azul).

Lo que importa de la imagen es que es casi equivalente al logaritmo de x. La diferencia entre el número armónico y el logaritmo de x cuando x es infinito (un número muy grande), es la constante de Euler-Mascheroni, es decir que la diferencia se va aproximando a ese número, que es un número aparentemente irracional, 0,577215664901532860606... Haciendo algunas cuentas, preparé una fórmula que se aproxima bastante, y no es exacto, ya que desconozco el funcionamiento de la función gamma (γ), pero el tiempo de cálculo es extremadamente bajo a diferencia de iterar con un for.

Fórmula

El código en Java sería el siguiente:

public double numero_armonico(double x)
{
    return Math.log(x) + 0.5772156649015329 + 1/(2*x) - 1/(12*Math.pow(x,2))
}
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Considerando el ejemplo, tenes el patrón equivalente a la sumatoria de las 1/n fracciones.

El algoritmo se puede resolver de forma iterativa (tu resolucion) o de forma recursiva.

Pasándolo a código, quedaría algo así:

ITERATIVO

public double getFraccion(int n) {
double out=0;
for (int i=1;i<=n;i++)
    out+= 1/i
return out;
}

RECURSIVO

public double getFraccion(int n) {
if (n==1)
    return 1;
else    
    return (getFraccion(n-1) + 1/n);
}

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