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根号2等于多少怎么算

发表时间:03-28 栏目: 育儿综合

根号2(2 \sqrt{2}2​)是一个无理数,其数值约等于1.414 ,以下为你介绍手动计算它的方法: 方法一:二分法 首先确定2 \sqrt{2}2​的大致范围。

因为 1 2 = 1 1^2 = 112=1,2 2 = 4 2^2 = 422=4 ,而 1 < 2 < 4 1<2<41<2<4,所以 2 \sqrt{2}2​的值在 1 11 和 2 22 之间。

然后采用二分法逐步逼近准确值。

取 1 11 和 2 22 的中间值 x 1 = 1 + 2 2 = 1.5 x_1=\frac{1 + 2}{2}=1.5x1​=21+2​=1.5 ,计算 1. 5 2 = 2.25 1.5^2 = 2.251.52=2.25 ,因为 2.25 > 2 2.25>22.25>2 ,所以 2 \sqrt{2}2​ 在 1 11 和 1.5 1.51.5 之间。

再取 1 11 和 1.5 1.51.5 的中间值 x 2 = 1 + 1.5 2 = 1.25 x_2=\frac{1 + 1.5}{2}=1.25x2​=21+1.5​=1.25 ,计算 1.2 5 2 = 1.5625 1.25^2 = 1.56251.252=1.5625 ,由于 1.5625 < 2 1.5625<21.5625<2 ,所以 2 \sqrt{2}2​ 在 1.25 1.251.25 和 1.5 1.51.5 之间。

持续重复这个过程,每次都取区间的中间值,并根据中间值的平方与 2 22 的大小关系,缩小 2 \sqrt{2}2​ 所在的区间范围。

经过多次计算后,就能得到一个比较接近 2 \sqrt{2}2​ 的近似值。

方法二:迭代法(牛顿迭代法) 对于求方程 f ( x ) = x 2 − 2 = 0 f(x)=x^{2}-2 = 0f(x)=x2−2=0 的正根,即求 2 \sqrt{2}2​ 。

牛顿迭代公式为 x n + 1 = x n − f ( x n ) f ′ ( x n ) x_{n + 1}=x_n-\frac{f(x_n)}{f^\prime(x_n)}xn+1​=xn​−f′(xn​)f(xn​)​ 。

对 f ( x ) = x 2 − 2 f(x)=x^{2}-2f(x)=x2−2 求导,可得 f ′ ( x ) = 2 x f^\prime(x)=2xf′(x)=2x 。

那么迭代公式就变为 x n + 1 = x n − x n 2 − 2 2 x n = 1 2 ( x n + 2 x n ) x_{n + 1}=x_n-\frac{x_n^{2}-2}{2x_n}=\frac{1}{2}(x_n+\frac{2}{x_n})xn+1​=xn​−2xn​xn2​−2​=21​(xn​+xn​2​) 。

选取一个初始值 x 0 x_0x0​ ,不妨取 x 0 = 1 x_0 = 1x0​=1 。

第一次迭代: 将 x 0 = 1 x_0 = 1x0​=1 代入迭代公式 x 1 = 1 2 ( x 0 + 2 x 0 ) = 1 2 ( 1 + 2 1 ) = 1 2 ( 1 + 2 ) = 1.5 x_{1}=\frac{1}{2}(x_0+\frac{2}{x_0})=\frac{1}{2}(1 + \frac{2}{1})=\frac{1}{2}(1 + 2)=1.5x1​=21​(x0​+x0​2​)=21​(1+12​)=21​(1+2)=1.5 。

第二次迭代: 把 x 1 = 1.5 x_1 = 1.5x1​=1.5 代入公式 x 2 = 1 2 ( x 1 + 2 x 1 ) = 1 2 ( 1.5 + 2 1.5 ) = 1 2 ( 3 2 + 4 3 ) = 1 2 × 9 + 8 6 = 17 12 ≈ 1.4167 x_{2}=\frac{1}{2}(x_1+\frac{2}{x_1})=\frac{1}{2}(1.5+\frac{2}{1.5})=\frac{1}{2}(\frac{3}{2}+\frac{4}{3})=\frac{1}{2}\times\frac{9 + 8}{6}=\frac{17}{12}\approx1.4167x2​=21​(x1​+x1​2​)=21​(1.5+1.52​)=21​(23​+34​)=21​×69+8​=1217​≈1.4167 。

第三次迭代: 以 x 2 ≈ 1.4167 x_2\approx1.4167x2​≈1.4167 继续计算, x 3 = 1 2 ( x 2 + 2 x 2 ) x_{3}=\frac{1}{2}(x_2+\frac{2}{x_2})x3​=21​(x2​+x2​2​) ,经过计算 x 3 ≈ 1.4142 x_{3}\approx1.4142x3​≈1.4142 。

随着迭代次数的增加,x n x_nxn​ 会越来越接近 2 \sqrt{2}2​ 的精确值。

 

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