¿Cómo encuentras una aproximación lineal a la raíz (4) (84)?

¿Cómo encuentras una aproximación lineal a la raíz (4) (84)?
Anonim

Responder:

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

Explicación:

Tenga en cuenta que #3^4 = 81#, que está cerca de #84#.

Asi que # raíz (4) (84) # es un poco más grande que #3#.

Para obtener una mejor aproximación, podemos usar una aproximación lineal, a.k.a. método de Newton.

Definir:

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

Entonces:

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

y dado un cero aproximado # x = a # de #f (x) #, una mejor aproximación es:

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

Así que en nuestro caso, poniendo # a = 3 #, una mejor aproximación es:

# 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) #

Esto es casi exacto para #4# Cifras significativas, pero citemos la aproximación como #3.03#

Responder:

# root (4) (84) ~~ 3.02778 #

Explicación:

Tenga en cuenta que la aproximación lineal cerca de un punto #una# puede ser dado por:

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

Si se da: #f (x) = raíz (4) (x) #

entonces una opción adecuada para #una# sería # a = 81 # porque sabemos # root (4) 81 = 3 # exactamente y está cerca de #84#.

Asi que:

#f (a) = f (81) = raíz (4) (81) = 3 #

También;

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

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

Por lo tanto podemos aproximarnos (cerca de #81#):

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

#implica raíz (4) (x) ~~ 3 + 1 / (108) (x-81) #

Asi que:

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

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

El valor más preciso es #3.02740#

por lo que la aproximación lineal es bastante cercana.

Responder:

#root 4 (84) ~~ 3.02bar7 #

Explicación:

Podemos decir que tenemos una función de #f (x) = raíz (4) (x) #

y # raíz (4) (84) = f (84) #

Ahora, encontremos la derivada de nuestra función.

Usamos la regla de poder, que establece que si #f (x) = x ^ n #, entonces #f '(x) = nx ^ (n-1) # dónde #norte# es una constante

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

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

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

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

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

Ahora, para aproximar # raíz (4) (84) #, tratamos de encontrar la cuarta potencia perfecta más cercana a 84.

Veamos…

#1#

#16#

#81#

#256#

Vemos eso #81# es nuestro mas cercano

Ahora encontramos la línea tangente de nuestra función cuando # 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 #

Esta es la pendiente que estamos buscando.

Intentemos escribir la ecuación de la línea tangente en la forma # y = mx + b #

Bueno que es # y # igual a cuando # x = 81 #?

Veamos…

#f (81) = raíz (4) (81) #

=>#f (81) = 3 #

Por lo tanto, ahora tenemos:

# 3 = m81 + b # Sabemos que la pendiente, #metro#, es #1/108#

=># 3 = 1/108 * 81 + b # Ahora podemos resolver por #segundo#.

=># 3 = 81/108 + b #

=># 3 = 3/4 + b #

=># 2 1/4 = b #

Por lo tanto, la ecuación de la recta tangente es # y = 1 / 108x + 2 1/4 #

Ahora usamos 84 en el lugar de #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 #

Por lo tanto, #root 4 (84) ~~ 3.02bar7 #