Hoe vind je een lineaire benadering van root (4) (84)?

Hoe vind je een lineaire benadering van root (4) (84)?
Anonim

Antwoord:

#root (4) (84) ~~ 3.03 #

Uitleg:

Let daar op #3^4 = 81#, wat dichtbij is #84#.

Zo #root (4) (84) # is een beetje groter dan #3#.

Om een betere benadering te krijgen, kunnen we een lineaire benadering gebruiken, a.k.a. de methode van Newton.

Bepalen:

#f (x) = x ^ 4-84 #

Dan:

#f '(x) = 4x ^ 3 #

en gegeven een geschatte nul # X = a # van #f (x) #, een betere benadering is:

#a - (f (a)) / (f '(a)) #

Dus in ons geval zetten # A = 3 #, een betere benadering is:

# 3- (f (3)) / (f '(3)) = 3- (3 ^ 4-84) / (4 (3) ^ 3) = 3- (81-84) / (4 * 27) = 3 + 1/36 = 109/36 = 3.02bar (7) #

Dit is bijna accuraat #4# significante cijfers, maar laten we de benadering als noemen #3.03#

Antwoord:

#root (4) (84) ~~ 3,02778 #

Uitleg:

Merk op dat de lineaire benadering nabij een punt ligt #een# kan worden gegeven door:

#f (x) ~~ f (a) + f '(a) (x-a) #

Indien gegeven: #f (x) = root (4) (x) #

dan een geschikte keuze voor #een# zou zijn # A = 81 # omdat we weten #root (4) 81 = 3 # precies en het is dichtbij #84#.

Zo:

#f (a) = f (81) = root (4) (81) = 3 #

Ook;

#f (x) = x ^ (1/4) # zo #f '(x) = 1 / 4x ^ (- 3/4) = 1 / (4root (4) (x) ^ 3) #

#f '(81) = 1 / (4root (4) (81) ^ 3) = 1 / (4 * 3 ^ 3) = 1/108 #

Daarom kunnen we een schatting maken (in de buurt van #81#):

#f (x) ~~ f (a) + f '(a) (x-a) #

#implies root (4) (x) ~~ 3 + 1 / (108) (x-81) #

Zo:

#root (4) (84) = 3 + 1/108 (84-81) #

#3+1/108*3=324/3+3/108=327/108~~3.02778#

De meer accurate waarde is #3.02740#

dus de lineaire benadering is redelijk dichtbij.

Antwoord:

#root 4 (84) ~~ 3.02bar7 #

Uitleg:

We kunnen zeggen dat we een functie hebben #f (x) = root (4) (x) #

en # root (4) (84) = f (84) #

Laten we nu de afgeleide van onze functie vinden.

We gebruiken de machtsregel, waarin staat dat als #f (x) = x ^ n #, dan #f '(x) = nx ^ (n-1) # waar # N # is een constante.

#f (x) = x ^ (1/4) #

=>#f '(x) = 1/4 * x ^ (1 / 4-1) #

=>#f '(x) = (x ^ (- 04/03)) / 4 #

=>#f '(x) = 1 / x ^ (3/4) * 1/4 #

=>#f '(x) = 1 / (4x ^ (3/4)) #

Nu, om bij benadering # root (4) (84) #, we proberen de perfecte vierde macht te vinden die het dichtst bij 84 is

Laten we eens kijken…

#1#

#16#

#81#

#256#

We zien dat #81# is onze dichtstbijzijnde.

We vinden nu de raaklijn van onze functie wanneer # X = 81 #

=>#f '(81) = 1 / (4 * 81 ^ (3/4)) #

=>#f '(81) = 1 / (4 * 81 ^ (2/4) * 81 ^ (1/4)) #

=>#f '(81) = 1 / (4 * 9 * 3) #

=>#f '(81) = 1/108 #

Dit is de helling waarnaar we op zoek zijn.

Laten we proberen de vergelijking van de raaklijn in het formulier te schrijven # Y = mx + b #

Wel, wat is dat # Y # gelijk aan wanneer # X = 81 #?

Laten we eens kijken…

#f (81) = root (4) (81) #

=>#f (81) = 3 #

Daarom hebben we nu:

# 3 = m81 + b # We weten dat de helling, # M #, is #1/108#

=># 3 = 1/108 * 81 + b # We kunnen nu oplossen voor # B #.

=># 3 = 81/108 + b #

=># 3 = 3/4 + b #

=># 2 1/4 = b #

Daarom is de vergelijking van de raaklijn # y = 1 / 108x + 2 1/4 #

We gebruiken nu 84 in de plaats van #X#.

=># y = 1/108 * 84 + 2 1/4 #

=># y = 1/9 * 7 + 2 1/4 #

=># Y = 7/9 + 9/4 #

=># Y = 28/36 + 81/36 #

=># Y = 109/36 #

=># Y = 3.02bar7 #

daarom #root 4 (84) ~~ 3.02bar7 #