数学中国

 找回密码
 注册
搜索
热搜: 活动 交友 discuz
查看: 1962|回复: 2

反馈计算法

[复制链接]
发表于 2021-4-18 20:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 qwerty 于 2021-4-18 22:35 编辑

开方是乘法的逆运算,是第5种算法,现在一般都是借助计算机计算。以前是利用牛顿二项式定理开方,现在有开平方公式和开立方公式。
参考文献:【数学传播】136期,【从牛顿二项式定理开方到牛顿切线法】王晓明

求方根公式       
\(x_{n+1}=x_n+(\tfrac{ A}{x^{k-1}_n}-x_n)\)/k

开立方公式       
 即k=3
\(x_{n+1}=x_n+(\tfrac{ A}{x^2_n}-x_n)\)/3

  例如,被开方数A=5,k=3,即求:

   5介于1的3次方与2的3次方之间(1的3次方=1,2的3次方=8)

  初始值 \[x_0\]可以取1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0都可以。例如我们取\[x_0=2\] 按照公式:

  第一步:\(x_1=2+(\tfrac{ 5}{2^2}-2)\)/3=1.7。输入值大于输出值,负反馈;

即5/4=1.25,
1.25-2=-0.75,
-0.75×1/3=-0.25,
2+(-0.25)=1.75。
比前面多取一位数。即取2位数值即1.7。

  第二步:\(x_2=1.7+(\tfrac{ 5}{1.7^2}-1.7)\)/3=1.71
输入值小于输出值,正反馈。

即5/1.7×1.7=1.73010,
1.7301-1.7=0.03,
0.03×1/3=0.01,
1.7+0.01=1.71。
取3位数,比前面多取一位数。

  第三步:\(x_3=1.71+(\tfrac{ 5}{1.71^2}-1.71)/3=1.709.(输入值大于输出值,负反馈)

  第四步:\(x_4=1.709+(\tfrac{ 5}{1.709^2}-1.709)\)/3=1.7099。(输入值小于输出值,正反馈)

  这种方法可以自动调节,第一步与第三步取值偏大,但是计算出来以后输出值会自动转小;第二步,第四步输入值

偏小,输出值自动转大。

  



开平方公式       
如果用这个公式开平方,只需将k改为2即可。

\(x_{n+1}=x_n+(\tfrac{ A}{x_n}-x_n)\)/2


例如,被开方数A=5:

5介于\[2^2\]至 \[3^2\]之间。我们取初始值2.1,2.2,2.3,2.4,2.5,2.6,2.7,2.8,2.9都可以,我们最好取

中间值2.5。

第一步:\(x_1=x_2.5+(\tfrac{ 5}{2.5}-2.5)\)/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位数2.2。

第二步:\(x_2=x_2.2+(\tfrac{ 5}{2.2}-2.2)\)/2=2.23

即5/2.2=2.272727,
2.272727-2.2=-0.072727,
-0.072727×1/2=-0.036363,
2.2+0.036363=2.23。取3位数。

第三步:\(x_3=x_2.23+(\tfrac{ 5}{2.23}-2.23)\)/2=2.23=2.236;

即5/2.23=2.242,
2.242-2.23=0.012,
0.012×1/2=0.006,
2.23+0.006=2.236.

每一步多取一位数。计算次数与计算精确度成为正比。这个方法又叫反馈开方,即使你输入一个错误的数值,也没有关系,输出值会自动调节,接近准确值。

这个方法的依据是根据牛顿切线法得来。也可以通过牛顿二项式定理推出。

一种计算方法只有进入反馈计算才能进入自动化。人工智能也是一种反馈算法。

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
 楼主| 发表于 2021-4-20 08:35 | 显示全部楼层
自动反馈计算是因为母系统在接受子系统刺激时能够自动调节。调节幅度只能在一个合理程度内。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2021-4-21 20:23 | 显示全部楼层

中国科学院智慧火花---青铜透光镜的新发现

本帖最后由 qwerty 于 2021-5-21 17:55 编辑

一个发现

在古玩市场买到一枚青铜镜,不仅仅体型巨大22.8厘米,缘厚7毫米,肉最薄4毫米。是目前世界上最大的透光镜。透光镜就是照射镜面的光线反射的墙面,能够显示镜面的花纹。

这个青铜镜与玻璃镜几乎没有差别,颜色和细小局部非常清晰(第2张照片)。

不知道2000年以前古人是怎么样铸造的。

特别令人惊奇的是,如果光源是圆形的(见倒数第3张照片),就能显示透光纹饰;如果光源是方形的(倒数第一张照片),就不能显示透光。这个机理是否可以用于对抗雷达扫描?光波与声波毕竟有所不同。

透光原理科学家至今仍然不清楚。

光学上的意外常常产生奇特的效果。
一百多年前,英国一位工人在提水时候,因为水桶有一个小洞,水桶里的水往外流呈现抛物线,这个工人异想天开,用一把手电筒从里往外照射,奇迹出现了,光线从水桶里往外照射时,光线穿过水桶后不是直线照射,而是与水柱呈现抛物线弯曲。第二条,英国报纸报道了这个事件。为我们今天的光纤通信提供了最原始的信念和依据。

这个汉代青铜透光镜的圆形光源可以反射纹饰,方形光源不能产生纹饰,会不会也产生重大的应用?例如抵抗扫描;例如暗示密码。

铜镜背面

鉴面

镜子边缘


圆形光源


产生透光效果

方形光源,无法产生透光效果


多发几张照片

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Archiver|手机版|小黑屋|数学中国 ( 京ICP备05040119号 )

GMT+8, 2024-4-24 04:00 , Processed in 0.140625 second(s), 21 queries .

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表