Iterativ beregning af Rodapproximationer.

Relaterede dokumenter
Kvadratrodsberegning ved hjælp af de fire regningsarter

Lektion 3 Sammensætning af regnearterne

Sammensætning af regnearterne

Indhold. Kontrol af resultater, skrivemåder osv.

TREKANTER. Indledning. Typer af trekanter. Side 1 af 7. (Der har været tre kursister om at skrive denne projektrapport)

Newton-Raphsons metode

Oversigt [S] 8.7, 8.8, 8.9

Projekt Pascals trekant

Oprids over grundforløbet i matematik

Bedste rette linje ved mindste kvadraters metode

fortsætte høj retning mellem mindre over større

Matematik Færdigheds- og vidensmål Skolens slut- og delmål samt undervisningsplaner for matematik. Klasse Delmål Slutmål

Afstandsformlen og Cirklens Ligning

Matematik. 1 Matematiske symboler. Hayati Balo,AAMS. August, 2014

i tredje brøkstreg efter lukket tiendedele primtal time

Oversigt [S] 8.7, 8.8, 8.9

Egenskaber ved Krydsproduktet

Fag: Matematik Færdigheds- og vidensmål Skolens slut- og delmål samt undervisningsplaner for matematik. Klasse Delmål Slutmål

Simple udtryk og ligninger

Ligningsløsning som det at løse gåder

matx.dk Differentialregning Dennis Pipenbring

Årsplan i matematik for 9. klasse 2017/2018

Undervisningsbeskrivelse

Noter om kombinatorik, Kirsten Rosenkilde, Marts Kombinatorik

ØVEHÆFTE FOR MATEMATIK C FORMLER OG LIGNINGER

Elementær Matematik. Tal og Algebra

Årsplan i matematik for 9. klasse 2018/2019

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 5

Algebra INTRO. I kapitlet arbejdes med følgende centrale matematiske begreber:

Anvendelse af matematik til konkrete beregninger

Omskrivningsregler. Frank Nasser. 10. december 2011

Symbolbehandlingskompetencen er central gennem arbejdet med hele kapitlet i elevernes arbejde med tal og regneregler.

Retningslinjer for bedømmelsen. Georg Mohr-Konkurrencen runde

Algebra - Teori og problemløsning

Projekt 7.9 Euklids algoritme, primtal og primiske tal

Årsplan for Matematik klasse Skoleåret 2018/2019

Regneoperationerne plus og minus er hinandens omvendte regneoperation og at gange og dividere er hinandens omvendte regneoperation.

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 13

Opgaver hørende til undervisningsmateriale om Herons formel

Variabel- sammenhænge

Løsning af tredjegradsligningen Jens Siegstad, Kasper Fabæch Brandt og Jingyu She

Egenskaber ved Krydsproduktet

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 15

Symbolsprog og Variabelsammenhænge

Mat C HF basisforløb-intro side 1. Kapitel 5. Parenteser

Polynomier af én variabel

Undervisningsbeskrivelse

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 16

Løsning af simple Ligninger

Æstetik og reduktioner Matematisk takt og tone. Mikkel Findinge

Arealer som summer Numerisk integration

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

ÅRSPLAN MATEMATIK 5.KLASSE

Introduktion til Calc Open Office med øvelser

Opgave 1 Regning med rest

Besvarelser til Calculus og Lineær Algebra Globale Forretningssystemer Eksamen - 8. Juni 2015

Euklids algoritme og kædebrøker

DesignMat Den komplekse eksponentialfunktion og polynomier

Forslag til løsning af Opgaver til afsnittet om de naturlige tal (side 80)

Start-mat. for stx og hf Karsten Juul

Numerisk. differentiation. Erik Vestergaard

Løsninger til eksamensopgaver på A-niveau 2016

Projekt 3.5 faktorisering af polynomier

matematik grundbog trin 1 Demo preben bernitt grundbog trin by bernitt-matematik.dk 1

Forløb om undervisnings- differentiering. Elevark

Vektorer og lineær regression

qwertyuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqw ertyuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqwert yuiopåasdfghjklæøzxcvbnmqwertyui opåasdfghjklæøzxcvbnmqwertyuiopå

Vektorer og lineær regression. Peter Harremoës Niels Brock

Uafhængig og afhængig variabel

Foreløbig udgave af læringsmål til: Kapitel 1 Regn med store tal Fælles Mål Læringsmål Forslag til tegn på læring

Undervisningsbeskrivelse

Noter om polynomier, Kirsten Rosenkilde, Marts Polynomier

Skriftlig Eksamen Algoritmer og Datastrukturer (DM507)

Færdigheds- og vidensområder

ØVEHÆFTE FOR MATEMATIK C FORMLER OG LIGNINGER

Funktioner. 1. del Karsten Juul

Om brugen af matematiske tegn og objekter i en god matematisk fremstilling

BEVISER TIL KAPITEL 3

π er irrationel Frank Nasser 10. december 2011

Undervisningsbeskrivelse

Diskriminantformlen. Frank Nasser. 11. juli 2011

Matematisk argumentation

Kombinatorik. M-serien består af disse arbejdskort: M1 Formler til kombinatorik M2 Pascals trekant M3 Binomialformlen

MASO-Eksempler. x n. + 1 = 1 y n

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Polynomier af én variabel

matematik grundbog trin 1 preben bernitt grundbog trin by bernitt-matematik.dk 1

Anvendt litteratur : Mat C v. Bregendal, Nitschky Schmidt og Vestergård, Systime 2005

dynamisk geometriprogram regneark Fælles mål På MULTIs hjemmeside er der en oversigt over, hvilke Fælles Mål der er sat op for arbejdet med kapitlet.

Undervisningsbeskrivelse

Formler & algebra - Fase 2 Omskriv & beregn med variable

Vejledning til Excel 2010

Hovedemne 1: Talsystemet og at gange Læringsmål Nedbrudte læringsmål Forslag til tegn på læring

Uge Emne Formål Faglige mål Evaluering

Studieretningsopgave

Undervisningsbeskrivelse

Emne Tema Materiale r aktiviteter

Transkript:

Iterativ beregning af Rodapproximationer. Jacob Nielsen I det følgende forklares med udgangspunkt i binomialformlen algoritmer til beregning af approxomationer til kvadratrødder og kubikrødder. Grund ideen bag beregningerne har været brugt i tidsrummet fra år 1000 og sikkert tidligere og til fremkomsten af regnemaskiner. Algoritmens styrke er, at den kan udføres alene ved brug af de fire regningsarter, og at rodapproximationerne konvergerer hurtigt mod den rigtige værdi. Binomialformlen: Binomialkoefficienterne kan hurtigt findes ved hjælp af Pascals trekant 1. Bevis for binomialformlen: Det forudsættes bekendt, at antallet af måder at vælge r elementer ud af n er lig med K(n,r) 2. (a+b) n består er et produkt af n identiske faktorer (a+b). Hvert led i produktet indeholder et led fra hver faktor, som kan være enten et a eller et b. Alle led har således formen a r b n-r. De r parenteser, der skal bidrage med et a kan udvælges blandt de n faktorer på K(n,r) måder. Ser vi f.eks. på (a+b) 4, så er der bidrag af formen a 2 b 2. De parenteser, der bidrager med faktoren a kan vælges på K(4,2) = 6 måder blandt de fire parenteser. Koefficienten til a 2 b 2 er således lig med seks. De seks muligheder er vist nedenfor. 1 Der findes f.eks. En udmærket beskrivelse af Pascals trekant i Wikipedia. 2 Et bevis for formlen til beregning af K(n,r) findes i mange bøger om sanssynlighedsregning og kombinatorik. -1-

Kvadratrodsapproximationer Den sidste linje i beregningerne nedenfor viser, hvordan den næste approximation til kvadtatrodden af et tal beregnes ved at lægge korrrektionen korr til den forgående rodapproximation rapp. Næst sidste linje viser, hvordan korrektionerne beregnes. Undervejs smides andenordensledet i korrrektionen væk. Dette vil i stigende grad være en god tilnærmelse efterhånden som iterationsprocessen skrider frem. Bilag 1 er en beregning med tal, der svarer til beregningen med symboler nedenfor. Kubikrodsapproximationer Formlen til beregning af korrektionen ved iterativ beregning af kubikrødder findes på samme måde ved at smide led af højere orden end en i korrektionen væk. Bilag 2 er indeholder eksempler på beregning af kubikrødder med denne metode. -2-

Korrektionens nøjagtighed Nu undersøges størrelsen af fejlen, der begås ved at bortkaste andenordensleddet i korrektionen. Den eksakte værdi af korrektionen betegnes nedenfor med Korr.ex. I linjen under stjernerne er andenordensleddet fra tredje ligning fra oven bortkastet. Vi får nu en rød og en blå ligning, hvor højresiderne er ens. Når ligningerne divideres med hinanden bliver højresiden således lig med en. Betragt nu resultatet, der er indrammet. Fejlen bliver mindre og mindre efterhånden som vi kommer tættere på den korrekte værdi af kvadratroden; idet korrektionen bliver mindre og Rappe ændrer sig ikke meget. Hvis vi opnår at korrektionen er under en tiendedel af rodapproximationen, så bliver fejlen mindre end 5 %. Kan det gå helt galt, eller virker metoden altid? Helt galt går det kun, hvis vores korrektion bliver nul eller får det forkerte fortegn, så nærmer vi os ikke den rigtige værdi af kvadratroden. Det kræver imidlertid, at fejlen bliver større end 100 %. Det sker kun, hvis Korr.ex > 2 Rapp. Det svarer til, at vi gætter en værdi af kvadratroden, der er mindre end en tredjedel af den korrekte værdi. Metoden er således temmelig robust. -3-

Bilag 1 iterativ beregning af kvadratrødder -4-

Bilag 2 iterativ beregning af kubikrødder Tabellen viser beregningen af kubikroden af 34567. I søjle C opløftes de første hele tal i tredje. Vi ser at 3 3 = 27 og dermed er 30 3 = 27 10 3 = 27000. 40 3 = 64 10 3 = 64000. Kubikroden af 34567 ligger derfor mellem 30 og 40. Det er baggrunden for at det første gæt, som er markeret med grønt i feltet D1 er 30. Bemærk, at allerede efter tre iterationer er kubikroden bestemt med meget stor nøjagtighed. I tabellen nedenfor ses, at hvis vi starter med det ret dårlige gæt 20, så kræver det kun tre iterationer mere at opnå den samme nøjagtighed. Algoritmen konvergeret hurtigt, og den er forholdsvis robust over for dårlige gæt som startværdier. -5-