開立方
出自《九章算術》的運算方法
1.將被開立方數的整數部分從個位起向左每三位分為一組;
2.根據最左邊一組,求得立方根的最高位數;
3.用第一組數減去立方根最高位數的立方,在其右邊寫上第二組數;
4.用求得的最高位數的平方的300倍試除上述餘數,得出試商;並把求得的最高位數的平方的300倍與試商的積、求得的最高位數的30倍與試商的平方的積和試商的立方寫在豎式左邊,觀察其和是否大於餘數,若大於,就減小試商再試,若不大於,試商就是立方根的第二位數;
5.用同樣方法繼續進行下去。
第1、2步同上。
第三步,商完后,落下餘數和後面緊跟著的三位,如果後面沒有就把餘數後面添上三個0;
第四步,將要試商的數代入式子“已商數×要試商數×(10×已商數+要試商數)×30+要商數的立方”,最接近但不超過第三步得到的數者,即為這一位要商的數。
然後重複第3、4步,直到除盡。
《九章算術》中講了開平方、開立方的方法,所不同的是古代用籌算進行演算,現以少廣章第12題為例,說明古代開平方演算的步驟,“今有積五萬五千二百二十五步,問為方几。”答曰:“二百三十五步。”這裡所說的步是我國古代的長度單位。
開立方
〔立方適等,求其一面也。〕
術曰:置積為實。借一算,步之,超二等。
〔言千之面十,言百萬之面百。〕
議所得,以再乘所借一算為法,而除之。
〔再乘者,亦求為方冪。以上議命而除之,則立方等也。〕
除已,三之為定法。
〔為當復除,故豫張三面,以定方冪為定法也。〕
復除,折而下。
〔復除者,三面方冪以皆自乘之數,須得折、議,定其厚薄爾。開平冪者,
方百之面十;開立冪者,方千之面十。據定法已有成方之冪,故復除當以千為百,
折下一等也。〕
以三乘所得數,置中行。
〔設三廉之定長。〕
復借一算,置下行。
〔欲以為隅方。立方等未有定數,且置一算定其位。〕
步之,中超一,下超二等。
〔上方法,長自乘而一折,中廉法,但有長,故降一等;下隅法,無面長,
故又降一等也。〕
復置議,以一乘中,
〔為三廉備冪也。〕
再乘下,
〔令隅自乘,為方冪也。〕
皆副以加定法。以定法除。
〔三面、三廉、一隅皆已有冪,以上議命之而除,去三冪之厚也。〕
除已,倍下,並中,從定法。
〔凡再以中、三以下,加定法者,三廉各當以兩面之冪連於兩方之面,一隅
連於三廉之端,以待復除也。言不盡意,解此要當以棋,乃得明耳。〕
復除,折下如前。開之不盡者,亦為不可開。
〔術亦有以定法命分者,不如故冪開方,以微數為分也。〕
1、數m開n次方,n位一節為一根,前根均作a,a后需求的根均作b;前根a的位數不斷增長,后根b永遠作一位根視;直至開盡或開至所需要的位數。
2、首位a根用1~9內n方訣直接確定(隨後就無a根系列的事了;或用雙根或多位根作a;即將約小於被開數的乘方數的冪底整數值作為a根,再求b=x),b根用“標準固律方程式”或“簡易求b方程式”求。
正向乘方式:m=(a+b),n=a+b+s(s根據n的數字而定值)
逆向開方時:m-a^n=b^n+s=x^n+s;m-a^n-b^n=s;
如二次方的s=2ab;
三次方的s=3abD(D=a+b);
五次方的s=5abD(D^2-ab);
其它任意次方的固律參數照推。
即:b^n=m-a^n-s=c-s(c為可知數,s、b^n為潛態可知數)
例如:(a+b)^3=a^3+b^3+3(a^2)b+3a(b^2)=a^3+b^3+3ab(a+b)= m=a^3+b^3+3abD(D=a+b)
所以:(a+b)^3=m=a^3+b^3+3abD(D=a+b)
其他任意高次方的轉換方式理同最簡單、用式最短的三次方原理實用式記法。
但m開3次方時,這個原公式幫不上忙了,即必須進行轉換。
因此成:(a+b)^3=a^3+b^3+3(a^2)b+3a(b^2)=a^3+b^3+3ab(a+b)=m= a^3+b^3+3abD(D=a+b),
而後面轉換成為m=a^3+b^3+3abD(D=a+b),則m開方時就有同二次方一樣的公式[求根式]可用了,在任意高次方中理同二次方無異。
也即在實際開高次方或無窮大指數時,或高次方程的運算過程中(注意:求b=x根就是科學上的各種一元n次方的標準方程式),《結構數學》都將現代數學式中的式子按照“結構原理”進行了處理與轉換,使它都按照統一規律形式的規律型公式去表達,目的:便於快速簡潔的進行運算,並符合“算術公里的無矛盾性標準”。
m=(a+b)^2=a^2+b^2+2ab=aa+bb+2ab;這個2ab就是二次方的S;所以二次方都會解!
而:
m=(a+b)^3=a^3+b^3+3(a^2)b+3a(b^2)=aaa+bbb+3aab+3abb=a^3+b^3+3ab(a+b)= a^3+b^3+3abD【D=a+b】;這個3abD就是三次方的S;
又如,m=(a+b)^5=a^5+b^5+5(a^4)b+10(a^3)(b^2)+10(a^2)(b^3)+5a(b^4)= a^5+b^5+5abD(D^2-ab)
五次方的S=5abD(D^2-ab) =5(a^4)b+10(a^3)(b^2)+10(a^2)(b^3)+5a(b^4)。
而這些3ab(a+b)=3abD=S;5abD(D^2-ab) =5(a^4)b+10(a^3)(b^2)+10(a^2)(b^3)+5a(b^4)=S,這個S就是高次方程解的奧秘。
在無窮大次方中,你知道了S,那麼高次方的解同二次低方解的S=2ab的方式、方法沒有任何區別的簡單的不值一文錢了,也沒有任何解的障礙或稱為難題的必要了。
開立方
公式:5介於1^3至2^3之間(1的3次方=1,2的3次方=8)
開立方
第一步: ={2.0+[5/(2.0^2-2.0]1/3=1.7}。輸入值大於輸出值,負反饋;
開立方
即5/2×2=1.25,1.25-2=-0.75,0.75×1/3=0.25,
2-0.25=1.75,取2位數值,即1.7。
第二步: ={1.7+[5/(1.7^2-1.7]1/3=1.71}。輸入值小於輸出值,正反饋;
開立方
即5/1.7×1.7=1.73010,1.73-1.7=0.03,0.03×1/3=0.01,
1.7+0.01=1.71。取3位數,比前面多取一位數。
第三步: ={1.71+[5/(1.71^2-1.71]1/3=1.709}。輸入值大於輸出值,負反饋;
開立方
第四步: ={1.709+[5/(1.709^2-1.709]1/3=1.7099}.輸入值小於輸出值,正反饋;
開立方
這種方法可以自動調節,第一步與第三步取值偏大,但是計算出來以後輸出值會自動轉小;第二步,第四步輸入值偏小,輸出值自動轉大 =1.7099.
當然也可以取1.1,1.2,1.3,...,1.8,1.9中的任何一個。
開平方公式
開立方
5介於2的平方至3的平方之間。我們取初始值2.1,2.2,2.3,2.4,2.5,2.6,2.7,2.8,2.9都可以,我們最好取 中間值2.5。
第一步:2.5+(5/2.5-2.5)1/2=2.2;
即5/2.5=2,2-2.5=-0.5,-0.5×1/2=-0.25,2.5+(-0.25)=2.25,取2位數2.2。
第二步:2.2+(5/2.2-2.2)1/2=2.23;
即5/2.2=2.27272,2.27272-2.2=-0.07272,-0.07272×1/2=-0.03636,2.2+0.03636=2.23。取3位數2.23。
第三步:2.23+(5/2.23-2.23)1/2=2.236。
即5/2.23=2.2421525,
2.2421525-2.23=0.0121525,
0.0121525×1/2=0.00607,
2.23+0.006=2.236,取4位數。
每一步多取一位數。這個方法又叫反饋開方,即使你輸入一個錯誤的數值,也沒有關係,輸出值會自動調節,接近準確值。