如何手算$\sqrt[m]{n}$

挺简单的一种数列构造法

题外话

一个周日翻知乎翻到的,想起来现在自己都高三了连这个都不会,所以记录一下。

正文

众所周知二分法是一种有效的逼近方法,但是它收敛太慢

众所周知牛顿迭代法是一种收敛很快的逼近方法,但它并不方便手算(事实上切线方程依旧有极大可能是一个无理数组成的方程)

那我们咋办呢,我只需要举个例子你就会了

比如说你想求$\sqrt 5$

找到一个比$\sqrt 5$大的数,比如说$3$,令$a_0=3$,我们令

$$a_n=\frac 1 2 (a_{n-1}+\frac{5}{a_{n-1}})$$

注意到$a_n<a_{n-1}$,并且右边由均值不等式显然是大于$\sqrt 5$的,并且事实上这个式子收敛的效率还是比较高的,如这里

$\sqrt 5=2.236067977$

$a_1=\frac{7} 3 = 2.3$

$a_2=\frac{47}{21}=2.238$

仅迭代两次就可以精确两位小数。

那么我们不妨思考一下标题,如何计算$\sqrt[m]{n}$

稍加思考可以知道

$$a_n=\frac{1}{m}[(m-1)a_{n-1}+\frac{n}{a_{n-1}^{m-1}}]$$

右边由均值不等式原性质是成立的

参考资料:海明的放缩笔迹