人们在没有计算机的帮助下是如何计算根号 3?


看了一圈,居然没有人提到这样一个方法. 那就由我来讲讲吧. (真的是很巧妙的一个方法.)

首先,我们知道

,于是我们就有

对上述不等式进行平方,可得

这表示

小,且将

作为

的近似值时,误差不超过

. 当然,这个结论就算不这样折腾一番你也能够轻松得到(毕竟

嘛),但别急,我们还没完.

对上述不等式再平方,有

这说明

大,且如果用

作为

的近似值,误差小于

.

将不等式

再平方,即有

这说明

,且误差小于

.

到了这里你应该已经能够看出一些端倪了. 如果还想知道

的更加精确的近似值,那么可以继续对不等式进行平方. 这里我们再演示一次:对

进行平方,有

这说明

且误差小于 250 万分之一,这已经是

的相当好的近似值了. 当然,如果你有兴趣,还可以把这种工作继续进行下去,这样就可以得到更加精确的近似值了.

实际上,上述方法对于求任何正数

的算术平方根

都是适用的. 具体说来,任取正数

,并设已知其与

的差距不超过(正数)

,即

两端平方,可得

整理可得

可以看到,当

(即

,或

)时,

是比

更好的关于

的近似值,且误差小于

. 此时,将

作为

再次进行上述操作,就可以得到更好的关于

的近似值. 可以证明,将这样的操作无限进行下去,所得关于

的近似值可以任意精确并无限接近于

的准确值.

更细致的描述如下. 设

是任意正数,其与

之差的绝对值不超过

. 那么,由

可得

,上式就可以写为

对上述不等式进行同样的操作,以

代入前面的

,并将所得到的新的

记作

. 再继续对新的不等式操作,可得

,乃至

). 可以看到,有递推关系

它们满足

可以证明,当

时,所得到的一列数

将越来越接近

,该数列的极限也正是

. 故可使用

作为

的近似值.

更广泛地说,这其实可以认为是不动点迭代法,但由于我还不太熟,就不方便进行适用于任意情况的推广了.

有些地方可能有问题,如果有,可以评论指正. 看来我的数学水平还不够,sigh~


过了一晚上再来看,OMG,居然就这么多赞了?!我还真没预料到,哈哈,真是开心☺️

忘了说了,上面的这些方法是我在一本叫做《从根号 2 谈起》的数学科普书上了解到的. 这本书挺不错的,推荐阅读!


【2022 年 7 月 29 日 22 点 53 分】

修正了笔误“

”(好家伙都过了两个半月了才更正,我真是懒到家了).

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