3. Калькулятор з функцією кореня.
- Багато сучасних калькуляторів обладнані функцією обчислення кореня.
- Для обчислення кореня на калькуляторі, необхідно ввести число, а потім натиснути кнопку "корінь".
- Калькулятор автоматично виведе результат.
Ці прості та доступні способи можуть бути використані для обчислення квадратного кореня числа, що дозволяє спростити безліч математичних розрахунків.
Точний спосіб обчислення кореня числа
Один з найбільш точних і популярних способів обчислення кореня числа називається методом Ньютона.
Суть методу Ньютона полягає в ітеративному наближенні до значення кореня шляхом послідовного уточнення попереднього наближеного значення. Алгоритм методу Ньютона складається з таких кроків:
- Вибрати початкове наближене значення кореня.Використовуючи формулу, обчислити нове наближене значення кореня.Повторювати крок 2 до досягнення потрібної точності.Формула для обчислення нового наближеного значення кореня в методі Нютона має вигляд:де - попереднє наближення кореня, - нове наближення кореня, - функція, значення якої потрібно обчислити, - похідна цієї функції.За допомогою методу Нютона можна обчислити корінь числа з будь-якою точністю, однак на кожній ітерації потрібно обчислювати значення функції та її похідної, що може бути витратним з точки зору обчислень.Тому рекомендується використовувати точні та ефективні алгоритми видобутку квадратного кореня або функції видобутку кореня з будь-яким ступенем.Обчислення кореня числа: наближені методиОдин із таких методів - метод Нютона. Він базуєтьсяна принципі локальної лінеаризації функції та дозволяє знайти корінь без використання таблиць коренів. Для обчислення кореня числа за допомогою методу Ньютона необхідно визначити початкове наближення та провести кілька ітерацій. Кожна ітерація дозволяє наближати значення кореня з заданою точністю.Ще один наближений метод - метод ділення відрізка пополам. Він базується на принципі двійкового пошуку і дозволяє на кожному кроці звужувати інтервал, в якому знаходиться корінь. Для обчислення кореня числа за допомогою методу ділення відрізка пополам необхідно визначити початковий інтервал, на якому функція змінює знак, і провести кілька ітерацій. Кожна ітерація звужує інтервал вдвічі і дозволяє наближати значення кореня.Обидва наближені методи мають свої переваги та обмеження. Метод Ньютона володіє збіжністю до кореня зі швидкістю квадратичної, але вимагає задання початкового наближення і може виявитися ...недостатнім для деяких функцій. Метод ділення відрізка навпіл більш універсальний і простий у реалізації, але його сходження до кореня відбувається лінійно.
Залежно від задачі та необхідної точності, можна вибрати відповідний метод наближеного обчислення кореня числа. Важно враховувати особливості функції та обмеження кожного з методів, а також проаналізувати результати та впевнитися в їх прийнятності для поставленої задачі.
Метод ділення відрізка навпіл
Алгоритм методу ділення відрізка навпіл такий:
- Визначаються початкові значення для лівої та правої меж інтервалу (наприклад, 0 та вихідне число).
- Обчислюється середина інтервалу шляхом знаходження середнього значення між лівою та правою межами.
- Перевіряється, чи є середина інтервалу наближенням шуканого кореня. Якщо досягнута задана точність, алгоритм завершується.
- В іншому випадку,перевіряється, більше чи менше середина інтервалу шуканого кореня. Якщо значення функції в середині інтервалу більше шуканого кореня, то права межа інтервалу змінюється на середину інтервалу, в іншому випадку - ліва межа змінюється.Кроки 2-4 повторюються до досягнення заданої точності.Метод ділення відрізка пополам є ітераційним і збігається до кореня з кожною ітерацією, зменшуючи інтервал вдвічі. Цей метод придатний для знаходження кореня числа будь-якого виду.Ось приклад коду на мові Python, що реалізує метод ділення відрізка пополам для обчислення квадратного кореня числа:def square_root(n, epsilon): guess = (left + right) / 2 while abs(guess**2 - n) > epsilon: guess = (left + right) / 2 n = 16 epsilon = 0.01 result = square_root(n, epsilon) print(result)У цьому прикладі функція square_rootобчислює корінь числа 16 з заданою точністю 0.01, використовуючи метод ділення відрізка навпіл. Результат (4.0) буде виведений на екран.