如何求解方程cosx=x?

今天小编来和大家探讨一个问题:如何求解如下这个优美的方程

为什么说它优美呢?因为我们没学过如何求解它(不是).

实际上,对于方程

我们是可以求解的.但是对于上述方程的求解难点在于方程右边并不是一个常数,这样使得我们对此问题一筹莫展.

噢!有了,来借助强大的计算器吧.

让我们拿出炫酷的卡西欧fx-991CN X.

把计算器设置为弧度制,然后随便输入一个值,比如

然后使用强大的Ans键,持续进行Ans的操作,其含义是重复取上一个计算结果的值.

如果仅考虑小数点后六位,那么实际上我们已经得到了方程的解!你一定觉得非常疑惑,这是怎么一回事呢?为什么越往后面按计算器的值越接近一个确定的值呢?而这个值为何恰好就是方程的解呢?别着急,我们来娓娓道来.

求解方程有一种很直观的方法,想必你也想到了:如果我们能画出函数和函数的图像的话,寻找其交点(的横坐标),我们就能确定方程的解.

从图像中我们也能直观地观察出来仅有一个交点,且可以确定其横坐标(也即方程的解)的范围

但是,好像接下来就什么都不知道了.

很孤单,我们来给它找一个朋友点,其坐标为.

接下来过点轴的平行线交于点,易知其坐标为.

继续过点轴的平行线交于点,易知其坐标为.

按照这个做法继续做下去,易得下一个在上出现的点其坐标为.

我们知道,这个操作可以一直做下去,永远不会停下,就如同我们可以把计算器一直按下去那样.实际上,随便你选一个初始值(也即在图像上选取任意一个初始点),最后都能通过有限次迭代得到(任何你想要的)近似解.

这类问题在数学上被称为不动点问题,不动点问题产生的图像被称为不动点图像,上面这个美丽的图像就是一种不动点图像,美哉妙哉!

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号

来源:大小吴的数学课堂

编辑:藏痴

发表评论
留言与评论(共有 0 条评论) “”
   
验证码:

相关文章

推荐文章