已知通项公式是Xn=2的分之1乘于(Xn-1+Xn-1分之X)随着执行次数的增加得到Xn越来越接近根号x用泰勒公式设计一个程序求一个数的平方根,
时间: 2024-02-09 22:12:08 浏览: 162
好的,下面我将为您提供一个使用泰勒公式来求一个数的平方根的程序。
根据题目所给的通项公式 $X_n=\frac{1}{2}(X_{n-1}+\frac{X}{X_{n-1}})$,可以得到一个递归式,如下所示:
$$X_n=\frac{1}{2}(X_{n-1}+\frac{X}{X_{n-1}})$$
其中,$X$ 表示待求平方根的数,$X_0$ 表示初始值。当 $X_n$ 与 $X_{n-1}$ 的差的绝对值小于某个阈值时,我们就认为已经找到了该数的平方根。这个阈值可以自己设定,比如 $10^{-6}$。
接下来,我们可以使用泰勒公式来对 $\sqrt{x}$ 进行近似。根据泰勒公式,有:
$$\sqrt{x}=f(x)=f(a)+f'(a)(x-a)+\frac{f''(a)}{2!}(x-a)^2+\frac{f'''(a)}{3!}(x-a)^3+...$$
其中,$a$ 表示泰勒公式的展开点,由于 $\sqrt{x}$ 在 $x=1$ 附近的导数比较平稳,因此我们可以取 $a=1$。
接下来,我们只需要将上述公式中的函数 $f(x)$ 替换为 $f(x)=\sqrt{x}$,即可得到:
$$\sqrt{x}\approx \sqrt{a}+\frac{1}{2\sqrt{a}}(x-a)$$
将 $a=1$ 代入,得到:
$$\sqrt{x}\approx 1+\frac{1}{2}(x-1)$$
因此,我们可以将递归式中的 $X_n$ 替换为 $1+\frac{1}{2}(X_{n-1}-1)$,即可得到一个使用泰勒公式来求一个数平方根的程序,具体代码如下:
```python
def sqrt_by_taylor(x, epsilon):
"""
使用泰勒公式来求一个数的平方根
:param x: 待求平方根的数
:param epsilon: 精度阈值
:return: 平方根的近似值
"""
X = x # 初始值
X_old = 0 # 上一次的值
while abs(X - X_old) >= epsilon:
X_old = X
X = 1 + 0.5 * (X_old - 1) # 递推公式
return X
```
该函数接受两个参数:待求平方根的数 $x$ 和精度阈值 $\epsilon$,返回该数的平方根的近似值。
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