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
即
即
这表示
比
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
而
嘛),但别急,我们还没完.
对上述不等式再平方,有
即
即
这说明
比
大,且如果用
作为
的近似值,误差小于
.
将不等式
再平方,即有
即
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
即
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
记
,
,上式就可以写为
对上述不等式进行同样的操作,以
和
代入前面的
和
,并将所得到的新的
和
记作
和
. 再继续对新的不等式操作,可得
和
,乃至
和
(
). 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).