Задача 3. Вычислить с точностью до
приближенное значение:
1)
; 2)
; 3)
; 4)
.
Решение. 1) Воспользуемся приближенной формулой для
, полученной в решении задачи 1.
Подставляя в эту формулу радианную меру угла
, получим
Чтобы определить, сколько взять первых членов этой формулы для получения заданной точности вычисления, оценим величины последовательных остаточных членов
:

Величина
. Поэтому для получения заданной точности вычисления достаточно взять три первых члена формулы, предшествующих
:
Здесь для обеспечения заданной точности значения числа
и всех результатов промежуточных действий взяты с одним лишним знаком, т. е. с точностью до
.
2) Чтобы вычислить
, напишем формулу Тейлора для функции
:

тaк кaк
По этой формуле можно вычислять значения
при любых значениях
и
и с любой желаемой точностью, так как по мере увеличения числа членов в ней погрешность
неограниченно убывает, стремясь к нулю. При этом чем меньше будет величина разности
, тем меньше потребуется брать первых членов этой формулы для достижения какой-либо заданной точности вычисления.
Полагая
и
, получим



:


Следовательно, заданная точность вычисления будет достигнута, если взять четыре первых члена формулы, предшествующих
:
(Значения
и всех результатов промежуточных действий взяты с одним лишним знаком, т. е. с семью десятичными знаками.)Иначе можно было вычислить
по формуле Маклорена для функции
, однако при этом для достижения заданной точности пришлось бы взять очень много членов этой формулы. 3) Преобразуем заданный корень
![\displaystyle \sqrt[4]{83}=\sqrt[4]{81+2}=3\left ( 1+\frac{2}{81} \right )^{\frac{1}{4}}](https://math-helper.ru/wp-content/plugins/latex/cache/tex_c52a6e953331ffd01e4e5b46b572d690.gif)
и применим обобщенную формулу бинома (4), полученную в решении задачи 2.
Полагая
и
получим![\displaystyle \sqrt[4]{83}=3\left ( 1+\frac{1}{162}-\frac{1}{162\cdot 108}+\frac{7}{162\cdot 108\cdot 486}-\frac{7}{162\cdot 108\cdot 486\cdot 54}+...+R_{n} \right ).](https://math-helper.ru/wp-content/plugins/latex/cache/tex_e77bfc7d22e493134b4fad584fa14d9f.gif)
Оценивая величины последовательных ошибок вычисления
, находим:


:
4) Преобразуя данный корень
![\displaystyle \sqrt[3]{121}=\sqrt[3]{125-4}=5\left ( 1-\frac{4}{125} \right )^{\frac{1}{3}}](https://math-helper.ru/wp-content/plugins/latex/cache/tex_26ebb0f128cc786ccd45f8fb3f361f4a.gif)
и подставляя в биномиальную формулу
и
, получим
Путем последовательных испытаний величины погрешности
находим
т. е. находим, что заданная точность вычисления обеспечивается четырьмя первыми членами биномиальной формулы, предшествующими
:![\sqrt[3]{121}\approx 5(1-0,0106667-0,0001138-0,0000020)\approx 4,946088.](https://math-helper.ru/wp-content/plugins/latex/cache/tex_6054437ffeebbd640ab543486dbc5f24.gif)

