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部分 1解立方根例题
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列出问题算式。计算一个数字的立方根就像算一道长除法问题,只是有一些特殊的区别。第一步是以正确的形式列出问题算式。
- 写下你要计算立方根的数字。从小数点开始,三位数为一组。在本例题中,你要计算10的立方根。那就将10写成10.000 000。额外的0是为了保证解的精确度。
- 在数字上画一个立方根根号。它的作用和长除法的横线相同。唯一不同的地方是符号的形状。
- 在横线上点一个小数点,它应该位于初始数字小数点的正上方位置。
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知道个位数的立方值。计算中你会用到这些数字。个位数的立方值如下:
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算出解的第一位数。选择一个数字,该数字的立方值应该在小于第一组三位数的前提下与之最为接近。
- 在本例题中,第一组的三位数是10。找到小于10而又最接近10的整数立方值。该立方值为8,它的立方根是2。
- 在根号横线上、数字10的上方写下数字2。在数字10的下方写下
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列式计算下一位数。将下一组三位数抄到余数后,在所得数字的左边画一条垂直的短线。它将是用来计算立方根下一位数的基数。本例题中,这个数字是2000,由之前减法所得的余数2和抄下的三个一组的0组成。
- 在垂直线段的左边算出下一个除数,这个除数是三个单独数字的和。画三条彼此之间带有加号的空下划线,为这些数字留出空格。
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算出下一个除数的开始部分。要计算这个除数的第一部分,写下300乘以根号上数字的平方。本例题中,根号上的数字是2,2^2等于4,而4*300=1200。所以,在第一个空格写1200。这一步的除数等于1200加上你之后会算出的某个数。
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算出立方根的下一位数字。选择一个数字乘以大概的除数1200,使之能够被余数2000减去,这个数就是解的下一位数字。这个数字只能是1,因为2乘以1200等于2400,大于2000。在根号上的下一个空格写下数字1。
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确定除数的剩余部分。此步骤的除数由三部分组成。第一部分是你已经算出的1200。你还需要两个数字来得到完整的除数。
- 现在,用3乘以10乘以根号上解得的那两位数字。在本例题中,也就是用3*10*2*1,等于60。用60加上已经得到的1200,等于1260。
- 最后,加上最后一位数的平方。本例题中,最后一位数是1,而1^2仍然为1。所以,完整的除数等于1200+60+1,即1261。在垂直线段的左边写下这个数字。
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先乘再减。要完成这一步计算,你需要用解的最后一位数乘以刚刚算出的除数,在本例题中,也就是用1乘以1261。1*1261 =1261。在2000的下方写下这个数字,然后做减法,得到739。
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判断是否需要继续计算,以获得更精确的结果。完成每一步的减法部分后,你都需要考虑自己的解是否足够精确。第一步减法后算出的解是2,对于10的立方根而言,不是很精确。现在,第二步算出的解是2.1。
- 你可以计算2.1*2.1*2.1,来检查解的精确度。结果等于9.261。
- 如果觉得解已经足够精确,你可以就此停止。如果还想得到更精确的解,那么你必须继续下一步的计算。
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算出下一步的除数。本例题中,为了得到更多练习和更精确的解,请重复如下步骤,做下一步计算:
- 将下一组的三位数拉下来。本题中,这组数是三个0,放到余数739后面,得到739,000。
- 要计算除数,先用300乘以当前根号上数字的平方。即
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用除数乘以解的最后一位数字。完成这一步计算并使解增加一位数后,按以下步骤继续进行:
- 用除数乘以解的最后一位数。135475*5=677,375。
- 做减法。739,000-677,375=61,625。
- 考虑解2.15是否足够精确。计算2.15的立方,
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写下你的最终答案。根号上的结果就是立方根,此时已经得出了较为准确的三位数。在本例题中,10的立方根等于2.15。要进行验证,可以计算2.15^3,结果得到9.94,非常接近10。如果你需要更精确的答案,可以继续计算下去,直至满意为止。
- 例如,如果要计算600的立方根,回想一下,或查询立方表,你会发现
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估算下一位数。使用特定的立方数知识可以得到首位数。要算出下一位数,你可以根据目标数在两个界限数之间的位置来估算一个0到9之间的数字。
- 例题中,600大约位于界限数512和729之间的中间位置。因此,选择5作为下一位数。
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计算立方值来验证自己的估算。将刚刚估算出的数字连乘三次,看与目标数字有多接近。
- 本例题中,
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根据需要调整估算值。算出之前估算值的立方后,用结果对比目标值,来进行检查。如果结果大于目标值,你就得稍微下调估算值。如果结果小于目标值,你可能需要上调估算值,直至它超过目标值。
- 例如,本题中
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估算下一位数,求出更精确的答案。你可以继续从0到9中进行选择,估算下一位数,直至答案达到你的精确度要求。每次估算时,先根据目标数在最新算出的界限数之间的位置来进行估算。
- 本例题中,根据之前的计算可知,
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继续检验自己的估算并做出调整。你可以根据需要多次估算,然后计算估算值的立方,并与目标数进行比较。你会找到一个略微大于目标数的数字,以及一个略微小于目标数的数字。
- 本例题中,先计算
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继续估算,直至达到你想要的精确度。根据需要,继续估算、比较和再次估算,重复这些步骤,直至解的精确度达到你的要求。注意,每多一位小数,目标数字就更接近实际数字。
- 以600的立方根为例,使用两位小数时,解为8.43,其真实立方值距离目标数的偏差小于1。如果继续算出三位小数的解,你会发现
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回顾二项展开式。要理解这种算法为什么能算出立方根,首先需要回想一下二项式的立方展开是什么样子的。你可能在高中代数中学过这部分内容,但很可能像大多数人那样,已经忘得一干二净了。选择两个变量
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展开二项式的三次方。这里我们在倒推算法,先计算立方,然后再研究算法能够求出立方根的原理。我们需要先算出
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认识长除算法的含义。你应该注意到了,立方根的计算过程很像长除法。在长除法中,你会得到两个因式,它们相乘后等于初始数字。而在本文描述的计算中,你要求得的数字是立方根,也就是根号上最终得到的数字。这意味着它代表了(10A+B)项。A和B的具体值无关紧要,重要的是要认识到它们与答案之间的关系。
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回顾展开的版本。仔细看展开后的多项式,你会发现立方根算法的作用原理。算法每一步的除数是你需要计算并加总的四项之和。这些项具体如下:
- 第一项包含1000这个系数。首先,你要为第一位数选择一个数字,使它的立方在长除法的范围以内。这个数字使二项展开式中的1000A^3项变成已知项。
- 二项展开式的第二项的系数等于300。300实际上是通过
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看着精确度不断上升。使用长除算法时,你完成的每一步都会让答案更加精确。例如,本文例题要求算出10的立方根。在第一步中,解是2,因为接近10而小于10。但实际上。经过第二轮计算后,你得到的解是2.1。算到这一步,,更加接近目标值10。而在第三轮计算后,得到2.15,。你可以根据自己的需要,继续以三位数为一组,计算更加精确的答案。
- 手算立方根和所有其他数学知识一样,熟能生巧。练习可以提高计算的速度和准确性。
- 计算时很容易出错。因此做题时一定要认真仔细,做完后也要仔细检查。
小提示
警告
- 以600的立方根为例,使用两位小数时,解为8.43,其真实立方值距离目标数的偏差小于1。如果继续算出三位小数的解,你会发现
- 本例题中,先计算
- 本例题中,根据之前的计算可知,
- 例如,本题中
- 本例题中,
部分 2反复估算来求立方根
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使用立方数来确定上限和下限。如果题目要求你计算任意数字的立方根,首先选择一个尽可能接近,但不超过目标数字的完全立方数。