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GFS Heronverfahren

Schüler Gymnasium, 8. Klassenstufe

Tags: Frage, Heron-Verfahren

 
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Mathedekoration95

Mathedekoration95 aktiv_icon

22:01 Uhr, 22.02.2010

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Hallo,
ich bin jetzt in der 8.ten Klasse eines Gymnasiums und habe eine Frage zu meiner GFS ( eine Art Referat) in der ich das Thema Heronverfahren behandle. Ich muss unter anderem als Vorbereitung eine Formel begründen jedoch verstehe ich nicht ganz wie das gehen soll.
Formel: Xo soll ein Näherungswert für √a sein. Dann ist 12 (Xo + a/Xo) =X1 ein erheblich besserer Näherungswert.

Danke schon im Voraus

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich benötige bitte nur das Ergebnis und keinen längeren Lösungsweg."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
DK2ZA

DK2ZA aktiv_icon

09:01 Uhr, 23.02.2010

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Du möchtest 25 berechnen. Geometrisch betrachtet möchtest du die Seitenlänge x eines Quadrates bestimmen, dessen Flächeninhalt a=25 ist.

Du beginnst mit einem ersten Schätzwert für die Seitenlänge von, sagen wir mal, x0=8. Damit der Flächeninhalt stimmt, muss dann die andere Seite die Länge 258=3,125 haben, denn 8258=25.

Allerdings hast du jetzt kein Quadrat, sondern ein Rechteck mit der gewünschten Fläche und den Seitenlängen 8 bzw. 3,125.

Nun zeichnest du dieses Rechteck und verlängerst die kurze Seite bis sie ebenfalls 8 lang ist. Das so entstehende Quadrat der Seitenlänge 8 hat eine viel zu große Fläche, woraus folgt, dass die gesuchte Quadratseite x kleiner als 8 sein muss.

Wenn du andererseits die lange Seite des Rechtecks soweit verkürzt, dass ein Quadrat der Seitenlänge 3,125 entsteht, dann ist dessen Fläche viel zu klein. Daraus folgt, dass die gesuchte Quadratseite x größer als 3,125 sein muss.

Das bringt uns auf die Idee, den Mittelwert aus den Längen der beiden Rechtecksseiten als nächsten Schätzwert zu nehmen. Da er zwischen 8 und 3,125 liegt, muss er auf jeden Fall eine bessere Näherung darstellen:

x1=8+3,1252=8+2582=5,5625


Allgemein:

x1=12(x0+ax0)


Nächster Schritt:

x2=12(x1+ax1)

x2=12(5,5625+255,5625)=5,02844101125


Nächster Schritt:

x3=12(x2+ax2)

x3=125,02844101125+255,028441011252=5,0000804316


Nächster Schritt:

x4=12(x3+ax3)

x4=12(5,0000804316+255,0000804316)=5,00000000065


Dieses Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis die gewünschte Genauigkeit erreicht ist, d.h. bis sich die verlangte Anzahl von Stellen nicht mehr ändert.

Beachte: Die Abweichung vom wahren Wert der Wurzel wird zuletzt sehr schnell immer kleiner, sie wird aber nie Null!



Verfahren:

Beginne mit einem beliebigen positiven Schätzwert x0, der möglichst nicht allzu weit von a entfernt liegen sollte.

Ein besserer Schätzwert ergibt sich dann mittels

xn+1=12(xn+axn)



GRUSS, DK2ZA

Mathedekoration95

Mathedekoration95 aktiv_icon

16:05 Uhr, 23.02.2010

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Also soll das 12 für die berechnung des mittelwerts stehen und X1 mein erster Mittelwert sein. Daraus folgt dass X1 ein besserer Wert ist als i.ein geschätzer wert.

Hab ich das jtz richtig verstanden?

danke auf jeden fall
Antwort
DK2ZA

DK2ZA aktiv_icon

18:03 Uhr, 23.02.2010

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Ja, genau. Der Mittelwert zweier Zahlen a und b ist 12(a+b).

x1 ist ein besserer Schätzwert als x0 und x2 ist wieder besser als x1 und x3 ist besser als x2 usw...



GRUSS, DK2ZA

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