quote:
Op maandag 12 augustus 2013 00:24 schreef Daarnaast het volgende:Ik heb een rekenmachine waarmee je alleen kan delen, vermenigvuldigen, aftrekken en optellen.
stel ik wil 500^(1/3) doen, is dat mogelijk met mijn rekenmachine? En hoe?
Dat is inderdaad heel goed mogelijk. Er zijn verschillende manieren om derdemachtswortels te berekenen door uitsluitend van de vier rekenkundige hoofdbewerkingen optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen gebruik te maken, en een effectieve manier is dan gebruik maken van een Newton-Raphson iteratie.
Om A
1/3 te berekenen (voor een A > 0) kies je dan een eerste schatting x
0 > 0 en bereken je achtereenvolgens steeds betere benaderingen x
1, x
2 ... met de recursieformule
x
n+1 = x
n − ((x
n3 − A)/3x
n2)
Als je wil weten hoe men aan deze formule komt en waarom deze werkt, dan kan ik je aanraden
dit eens te bestuderen.
In dit geval hebben we A = 500. Een eerste benadering voor de derdemachtswortel uit 500 is x
0 = 8, aangezien 8·8·8 = 512. Nu krijgen we met behulp van de recursieformule
x
1 = 8 − (12/(3·8·8)) = 8 − 4/64 = 8 − 1/16 = 7,9375
Als je nu hiervan de derde macht berekent, dan vind je
7,9375 · 7,9375 · 7,9375 = 500,093505859375
zodat je ziet dat we zelfs na slechts één iteratie al een aardige benadering hebben. Maar uiteraard kunnen we nu verder gaan en met deze x
1 = 8 − 1/16 = 127/16 weer de recursieformule gebruiken om een betere benadering x
2 te berekenen. Daarvoor vinden we dan
x
2 = 127/16 − ((127/16 · 127/16 · 127/16 − 500)/(3 · 127/16 · 127/16))
en met je basale rekenmachientje vind je dan
x
2 = 7,9370052906772480211627089920847
Bereken je hiervan weer de derde macht door dit tweemaal met zichzelf te vermenigvuldigen, dan vind je
500,00000582768621621612494673954
De gevonden benadering is dus al heel goed. Kap je de gevonden waarde voor x
2 af op 7,93700529 en neem je hiervan de derde macht, dan krijg je 500,000005699694359553135889.
De gevonden waarde 7,93700529 voor de derdemachtswortel uit 500 is tot op 7 decimalen nauwkeurig. Helemaal niet slecht dus voor zo'n kleine hoeveelheid rekenwerk. Je kunt trouwens door uitproberen nu gemakkelijk nagaan dat 7,93700526 dan de beste benadering geeft in 8 decimalen nauwkeurig.