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例: ルートの計算

ルート機能がないが、メモリー機能はある電卓で、 与えられた正数 $ a$ のルートを計算するにはどうすればよいか? まあ、Newton 法でしょうね。つまり漸化式

$\displaystyle x_{n+1}=x_n-\left(\frac{x_n^2-a}{2x_n}\right)$   整理して$\displaystyle \quad
x_{n+1}=\frac{1}{2}\left(x_n+\frac{a}{x_n}\right)
$

で数列 $ \{x_n\}$ を生成すると (初期値 $ x_1$ は例えば $ x_1=1$ でよい)、 $ x_n$ は急速に $ \sqrt{a}$ に収束するので、 適当なところで反復を止めればよい、ということである6。 電卓では次の手順で操作すればよい。
(i)
適当な初期値 ($ 1$ でもよい) を入力し、 \fbox{MC}, \fbox{M+} でメモリーに記憶する。
(ii)
$ a$ \fbox{$\div$} \fbox{MR} \fbox{$+$} \fbox{MR} \fbox{$\div$} $ 2$ \fbox{$=$} で次の値が求まる。\fbox{MC}, \fbox{M+} でメモリーに記憶する。 十分な精度になるまでこの (ii) を繰り返す。

$ a=2$ の場合に、初期値を $ 1$ として、8桁の電卓で実行したところ、 順に $ 1.5$, $ 1.416666666$, $ 1.414215686$, $ 1.414213562$ が得られた。 $ \qedsymbol$

ARRAY(0xd8b364)


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Masashi Katsurada
平成17年7月19日