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连分数计算器

输入任意实数,展开为简单连分数 [a₀; a₁, a₂, …],逐层给出渐近分数及其误差,内置黄金比例、√2、π、e 四个经典预设。

连分数计算器
实数(小数或整数)

不会填?用示例数据试算(示例:v=3.14159)

什么是连分数计算器?

连分数计算器 - 实数展开与渐近分数插图

简单连分数把实数写成"整数部分加倒数"的嵌套结构:x = [a₀; a₁, a₂, …]。

有限连分数一定是有理数;无限连分数对应无理数,且无理数的展开唯一。

截取前 n 层得到的分数 hₙ/kₙ 称为第 n 个渐近分数,是分母不超过 kₙ 的最佳有理逼近。

黄金比例的展开全是 1,是"最难被有理数逼近"的数;√2 的展开是 [1; 2, 2, 2, …]。

连分数在历法设计(闰年规则)、齿轮速比、行星会合周期与密码学中都有实际应用。

x = a₀ + 1/(a₁ + 1/(a₂ + 1/(a₃ + ⋯)))

渐近分数递推:hₙ = aₙ·hₙ₋₁ + hₙ₋₂,kₙ = aₙ·kₙ₋₁ + kₙ₋₂;每多取一层,精度至少提高一位。

如何使用连分数计算器

  1. 1

    输入一个小数或整数(也可直接选 φ、√2、π、e 预设)。

  2. 2

    选择展开层数 6 / 8 / 12。

  3. 3

    点击计算,得到连分数记法与逐层渐近分数及误差列。

  4. 4

    误差列快速下降至 10⁻¹² 级即已达到双精度极限,无需更多层。

计算示例

例 1π ≈ 3.14159 的展开

[3; 7, 15, 1, 288, …]。第 3 层渐近分数 355/113 ≈ 3.1415929,误差约 2.7×10⁻⁷,正是祖冲之的密率。

例 2黄金比例 φ

φ = [1; 1, 1, 1, …] 全部为 1。渐近分数 1/1, 2/1, 3/2, 5/3, 8/5 … 分子分母正是斐波那契数列,相邻比值趋近 φ。

注意事项

  • 浮点展开在误差逼近 10⁻¹² 时终止,显示的"…"代表后续层已不可靠,并非真实展开。

  • 整数输入的展开只有一层 a₀,渐近分数表也只剩首行。

  • 负数展开遵循"取下整"约定,如 −1.5 → [−2; 2],与部分文献的截断约定不同。

  • 渐近分数的误差满足 |x − hₙ/kₙ| < 1/(kₙkₙ₊₁),分母越大越准。

  • 与"分数化简"工具互补:那里处理既定分数,这里研究任意实数的逼近结构。

常见问题

x = a₀ + 1/(a₁ + 1/(a₂ + 1/(a₃ + ⋯)))。 渐近分数递推:hₙ = aₙ·hₙ₋₁ + hₙ₋₂,kₙ = aₙ·kₙ₋₁ + kₙ₋₂;每多取一层,精度至少提高一位。 在连分数计算器 - 实数展开与渐近分数计算器中输入参数即可按此公式自动求解,无需手工推导。

浮点展开在误差逼近 10⁻¹² 时终止,显示的"…"代表后续层已不可靠,并非真实展开;整数输入的展开只有一层 a₀,渐近分数表也只剩首行。 其余细节见页面注意事项一节。

π ≈ 3.14159 的展开:[3; 7, 15, 1, 288, …]。第 3 层渐近分数 355/113 ≈ 3.1415929,误差约 2.7×10⁻⁷,正是祖冲之的密率。

首先,输入一个小数或整数(也可直接选 φ、√2、π、e 预设)。 然后,选择展开层数 6 / 8 / 12。 全程在页面内完成,结果即时更新。

简单连分数把实数写成"整数部分加倒数"的嵌套结构:x = [a₀; a₁, a₂, …]。

两者同属相关计算链条:分数计算器 - 加减乘除/约分/小数互转在线计算解决的是与之衔接的另一层问题。完成连分数计算器 - 实数展开与渐近分数计算后,页面底部相关推荐区可直接跳转到分数计算器 - 加减乘除/约分/小数互转在线计算继续演算,参数在同类工具间口径一致,交叉验证更方便。

黄金比例 φ:φ = [1; 1, 1, 1, …] 全部为 1。渐近分数 1/1, 2/1, 3/2, 5/3, 8/5 … 分子分母正是斐波那契数列,相邻比值趋近 φ。

输入一个小数或整数(也可直接选 φ、√2、π、e 预设)。超出合理范围的输入可能导致结果无实际意义,页面注意事项一节标明了边界条件与单位口径。

本页连分数计算器 - 实数展开与渐近分数计算器与页面内的公式、示例、对照表同源,全部数字由同一套程序实时计算。可用一个已知算例代入验证:先在示例一节找到演算过程,再用相同参数在计算器中复算一遍,两次结果一致即说明口径无误。

计算过程按双精度浮点执行,结果默认保留 4 位有效小数,页面会按数值大小自动切换科学计数法。对照表中的数值与计算器输出完全同源,不存在手工四舍五入引入的偏差。

在同分母上限的所有分数中,渐近分数误差最小;这是连分数理论的核心定理。

回归年 ≈ 365.2422 天,展开 [365; 4, 7, 1, 3, …] 给出 4 年一闰、百年不闰、四百年再闰的渐近修正序列。

有理数展开有限层后精确终止;无理数无限展开且表示唯一。

e = [2; 1, 2, 1, 1, 4, 1, 1, 6, …],偶数位置按 2, 4, 6 规律增长,是少见的规律型无理数。

奇偶渐近分数交替地从两侧夹逼真值,整体误差单调下降,但相邻两层可能分居两侧。

参考资料

  1. [1]NIST DLMF:数学函数与公式权威参考
  2. [2]Wolfram MathWorld:数学条目百科
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凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-09-05

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引用本页

GB/T 7714 格式

Calcton. 连分数计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/continued-fraction, 2026-09-05.

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参考来源与更新说明

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最后更新:2026-09-05。

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