手动开立方 设A = X^3,求X.称为开立方。 开立方毫有一个用于数值计算的公式行娘械见:
X(n+1)=Xn+(A/X^2-Xn)1/3 (n,n+1是下角标)
例刚示了感口历广热给如,A=5,即求
5介于1的3次方;至2的3次方;之间(1的3次方=1,2的3次方=8)
初始值X0可以取1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,都可以。例如我们取X0 = 1.9按照公式:
第一步:X1=1.9+(5/1.9^2;-1.9)1/3=1来自.7。
即5/1.9×西剧已失玉超没1.9=1.3850416,1.3威掉迫影月析组住850416-1.9=-0.5149584,-0.5149584×1/3=-0360百科.1716528,1.9+(-0.1716528)=1.7。即取2位数值,,即1.7。
第二步:X2=1.7+(5/1.7^2;-1.7)1/3=1.71。
即5/1.7×1.7=1.73010,1.73-1.7=0.03,0.03×1/3=0.01,1.7+0.01=1.71。取3位数,比前面多取一位数。
第三步:X3=1.71+(5/1.71^2;-1.71)1/3=1.709.
第四步:X4=1.709+(5/1.709^2;-1.709)1/讲3=1.7099
这种方法可以自动调节,第百门斗快培怎读药一步与第三步取值偏大很试种另业象应告溶的,但是计算出来以后输出值会自动转小;第二步,第四步输入值
偏小,输出值伤自动转大。即5=1.7099^3;
当然初飞病溶热始值X0也可以取1.1,1.2,1.3,。。。1.8,1.9中的任何一个,都是X1 = 1.7 > 。当然,我们在实际中初始值跳王封于题烈油运旧肉氢最好采用中间值,即1.5。 1.5+(5/1.5^2许质价;-1.5)1/3=1.7。
手动开平方 如果用这个公式开平方,只需将3改成2,2改成1。即:
X(n + 1) = Xn + (A / Xn − Xn)1 / 2.
例如,A=5:
土了海效极五事夫 5介于2的平方至3的平方;之间。我们取初始值2.1,2.2,2.3,2.4,2.5,2.6,2.7,2.8,2.9王雨岁笔油导根都可以,我们最好取 中间值2.5。 第一步:2.5+(5/2.5-2.5)1/2=2.2;
即5/2.5=2,2-2.5=-0.5,-0.5×1/2=-0.25,2.5+(-0.25)=2.25,取2位数2.2。
第二步:2.2+(5/2.2-2.2)1/2=2.23;
即据5/2.2=2.272行喜商阿宽哪,2.272-2.2=-0.072,-0.072角阶重内×1/2=-0.036,2.2+0.036=走2.23。取3位数。
第三步:2.23+(5/2.23-2.23)1/2=2.236。
即5/2.23=2.242,2.242-2.23=0.012,0.012×1/2=0.006,2.23+0.006=2.236.
每一步多取一位数。这个方法又叫反馈开方,即使你输入一个错误的数值,也没有关系,输出值会自动调节,接近准确值。当输入值与输出值一样,那麼就是精确值。例如:
A=94249:94249介入300平方---400平方之间。初始值可以取310,320,330,340,350,360,370,380,390.我们取中间值350为初始值。
350+(94249/350-350)1/2=310.
310+(94249/310-310)1/2=307
307+(94249/307-307)1/2=307.
即94249=307^2
算法基础 本段的算法源于数值计算里的牛顿迭代法或切线法,即:
,其中的指数s是2或3或其他任意的整数。
手动开平方 1.将被开方数的整数部分从个位起向左每隔两位划为一段,用撇号分开,分成几段,表示所求平方根是几位数;小数部分从最高位向后两位一段隔开,段数以需要的精度+1为准。
2.根据左边第一段里的数,求得平方根的最高位上的数。(在右边例题中,比5小的平方数是4,所以平方根的最高位为2。)
3.从第一段的数减去最高位上数的平方,在它们的差的右边写上第二段数组成第一个余数。
4.把第二步求得的最高位的数乘以20去试除第一个余数,所得的最大整数作为试商。(右例中的试商即为[152/(2×20)]=[3.8]=3。)
5.用第二步求得的的最高位数的20倍加上这个试商再乘以试商。如果所得的积小于或等于余数,试商就是平方根的第二位数;如果所得的积大于余数,就把试商减小再试,得到的第一个小于余数的试商作为平方根的第二个数。(即3为平方根的第二位。)
6.用同样的方法,继续求平方根的其他各位上的数。用上一个余数减去上法中所求的积(即152-129=23),与第三段数组成新的余数(即2325)。这时再求试商,要用前面所得到的平方根的前两位数(即23)乘以20去试除新的余数(2325),所得的最大整数为新的试商。(2325/(23×20)的整数部分为5。)
7.对新试商的检验如前法。(右例中最后的余数为0,刚好开尽,则235为所求的平方根。)
如遇开不尽的情况,可根据所要求的精确度求出它的近似值。在《九章算术》里就已经介绍了上述笔算开平方法。
【参照http://iask.sina.com.cn/中“手动开方的方法”,有改动和补充。】
以《九章算术》中求55225的开方为例,图解说明。
|5’ 52’ 25 (1)
2|5’ 52’ 25 (2)
| 4
|1’ 52 (3)
152/(2×20)=3+... |1’ 52’ (4)
(2×20+3)×3=129 | 1’ 52’ (5)
1 29
| 23’ 25 (6)
2325/(23×20)=5+... | 23’ 25 (7)
(23×20+5)×5=2325 | 23’ 25 (8)
| 23’ 25 (9)
0 (10)
于是,235即为所求。
《九章算术》少广章:
第十二题:今有积五万五千二百二十五步。问为方几何?
答曰:二百三十五步。
开方术曰:
置积为实。借一算。步之。超一等。议所得。以一乘所借一算为法。而以除。除已。倍法为定法。其复除。折法而下。复置借算步之如初。以复议一乘之。所得副。以加定法。以除。以所得副从定法。复除折下如前。
若开之不尽者为不可开,当以面命之。若实有分者,通分内子为定实。乃开之,讫,开其母报除。若母不可开者,又以母乘定实,乃开之,讫,令如母而一。
手动开立方 1.将被开立方数的整数部分从个位起向左每三位分为一组;
2.根据最左边一组,求得立方根的最高位数;
3.用第一组数减去立方根最高位数的立方,在其右边写上第二组数;
4.用求得的最高位数的平方的300倍试除上述余数,得出试商;
5.把求得的最高位数的平方的300倍与试商的积、求得的最高位数的30倍与试商的平方的积和试商的立方写在竖式左边,观察其和是否大于余数,若大于,就减小试商再试,若不大于,试商就是立方根的第二位数;
6.用同样的方法,继续求立方根的其他各位上的数。对新试商的检验亦如前法。
此开立方方法主要参考:
http://www.sy2z.com/UploadFiles/%B1%CA%CB%E3%BF%AA%C1%A2%B7%BD.doc
未知作者名号。在另外一个网页中有署名“陈梓瀚”者,不知是否同一作者。本文中有改动。
以《九章算术》中求1860867立方根为例,图解说明。
|1’ 860’ 867 (1)
1|1’ 860’ 867 (2)
| 1
| 860 (3)
860/(12×300)=2+... |860 (4)
1[2]×300×2=600 |
1×30×2[2]=120 |
2[3]=8 | 860 (5)
600+120+8=728
| 132’ 867 (6)
132867/(12[2]×300)=3+... | 132’ 867 (7)
12[2]×300×3=12600 |
12×30×3[2]=3240 |
3[3]=27 | 132’ 867 (8)
12600+3240+27=132’ 867
| 0 (9)
0 (10)
于是,123即为所求。
《九章算术》少广章:
第一九题:今有积一百八十六万八百六十七尺。问为立方几何?
答曰:一百二十三尺。
开立方术曰:
置积为实。借一算步之,超二等。议所得,以再乘所借一算为法 ,而除之。除已,三之为定法。复除,折而下。以三乘所得数置中行。复借一算置下行。步之 ,中超一,下超二等。复置议,以一乘中,再乘下,皆副以加定法。以定法除。除已,倍下、 并中从定法。复除,折下如前。
开之不尽者,亦为不可开。若积有分者,通分内子为定实。定 实乃开之,讫,开其母以报除。若母不可开者,又以母再乘定实,乃开之。讫,令如母而一。