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1/3乗などの計算方法を教えてください。
パソコン上でなく、手計算の計算方法が知りたいです。
また、(小数)乗の計算の方法についても教えてください。
よろしくお願いします。

A 回答 (7件)

xのa乗をx^aと書くことにします。



x^aをテイラー展開することを考えます。
aが整数でないときには、x=0の周りで展開することは出来ないので、
x=1の周りで展開すると(収束半径は1)、

x^a=Σa(a-1)(a-2)…(a-n+1)/n!・(x-1)^n

となります(収束に関して適当ですが)。

もしかするとテイラー展開をご存知でないかもしれないので、
結果だけもう一度書いておくと、

aを任意の実数とすると、0<x≦2のもとで、

x^a=1+a/1!・(x-1)^1+a(a-1)/2!・(x-1)^2+…+a(a-1)(a-2)…(a-n+1)/n!・(x-1)^n+…

x>2のときには、適当な2^nをくくりだすと良い。
例えばx=10なら、

x=2×2×2×(10/8)

なので、

x^a=(2^a)^3×(10/8)^a


以上、ぜんぜん厳密にやっていないので間違っているかもしれません。


以下、実際に計算してみました。
x=2として最初の11項だけ計算しています。

aの値 求まった値 実際の値

0.1  1.0682   1.0718
0.2  1.1435   1.1487
0.3  1.2256   1.2311
0.4  1.3144   1.3195
0.5  1.4099   1.4142
1.5  2.8291   2.8284
2.5  5.6566   5.6569

a<0のときは収束がよくないようなので、
まず逆数から求めたほうが良いかもしれません。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
詳しい解説ありがとうございます。
活用させていただきます。

お礼日時:2005/04/20 16:44

1/3乗を筆算で求めるのは大変ですが, 一応方法はあります.


1/2乗 (平方根) の場合には (x + a)^2 = x^2 + 2ax + a^2 なので, 商として x がたっているときに 2x を脇に記録しておいて, どんな a がいいかを「めのこで」見付けます. これを修正して
(x + a)^3 = x^3 + 3ax^2 + 3a^2x + a^3 なので, 商として x がたっているときに 3x^2 と 3x を脇に記録しておき, どんな a がいいかを「めのこで」見付ける というものです.

算盤でもほとんど同じで, やはり 2x や 3x^2, 3x を脇においたような気がします.
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
この考えをこれから活用させていただきたいと思います。

お礼日時:2005/04/20 16:48

No.5です。


最後の行の分数が逆でした。訂正します。
f(x) = x^2 - A/x
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Aの1/3乗の高精度な公式として、次の式があります。


X=x(x^3 + 2A)/(2 x^3 + A)

適当に見当をつけた近似値をxにいれてXを求めます。さらに高精度にするには、Xをもう一度xに代入します。
(例)
2の立方根 
 x=1 としてX=1.25
 x=1.3としてX=1.259946824
 真の値は1.259921049...

5の立方根
 x=2 として X=1.714
 x=1.7 としてX=1.709975717
 真の値は1.709975946...

7の立方根
 x=2 として 1.913
 x=1.9 としてX=1.912930784
 真の値は1.912931182...

この式は f(x) = x^2 - x/A のニュートン法に相当します。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
詳し解説ありがとうございます。
この考えをこれから活用させていただきたいと思います。

お礼日時:2005/04/20 16:47

f(x)=x^3-a


f(x)=0となるようなxを求めるのには、
ニュートン法を使うといいと思います。
結構早く、イイ値になります。
適当な初期値x=x1(例えばa/3とか)から初めて
xn=x-f(x)/f'(x)
として逐次xにxnを代入します。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
この考えをこれから活用させていただきたいと思います。

お礼日時:2005/04/20 16:46

実際の値を小数点以下第何十位までも求めるのは難しいですね。



cbr(x)を考えるとき、xの前後の値となるa^3とb^3を考えて二分法のように計算していく方法もありますね。

x^(1.1)という計算でも、root(10,x^11)という考えだと手計算は大変ですね。

参考URL:http://yosshy.sansu.org/cbr.htm
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
早速、教えていただいたURLを参考にしたいと思います。

お礼日時:2005/04/20 16:43

平方根の筆算による求め方は、下記URLに有りました。


昔無線の試験勉強と中学校の時に習いましたがさすがに立方根は知りません。
でもきっと昔の人は手とか算盤で求めたと思いますので、有るんでしょうね。
とても面倒くさいそう。

参考URL:http://www.kinomise.com/sokuryo/zatsu/zatu01.pdf
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