【上海高考】用卡西歐計(jì)算器秒殺無(wú)參數(shù)數(shù)列題
上數(shù)學(xué)課摸魚(yú)所作(逃),靈感來(lái)源于同學(xué)看到過(guò)的計(jì)算器使用教程,我探究其原理,證明其嚴(yán)謹(jǐn)性,總結(jié)和發(fā)展了其計(jì)算方法
1. 從一個(gè)例子開(kāi)始
有一道數(shù)列的填空題如下(好像是我做過(guò)的練習(xí)卷的第12題):
滿(mǎn)足 ?的數(shù)列?
?叫做牛頓數(shù)列,已知
?,??
為牛頓數(shù)列,設(shè)?
, 已知?
,求?
?的通項(xiàng)公式
解:
將 代入an的關(guān)于xn的公式,可知
在計(jì)算器中輸入
點(diǎn)擊Calc,代入x = x1, y = a1,其中等號(hào)右側(cè)用剛算出來(lái)的值代入,按等號(hào)鍵
第一次按等號(hào)鍵 y = 4 ,再按等號(hào)鍵 y = 8 ,第三次 y = 16
顯然,猜測(cè)得
因?yàn)槭翘羁疹},具體問(wèn)啥我忘了,反正算出an的通項(xiàng)公式就能做出來(lái)
你可以嘗試不使用計(jì)算器做這道題
你可能好奇為什么用計(jì)算器能按出來(lái)這道題的答案,或者計(jì)算器中為什么輸入Rec和Pol
這一切都要從Rec和Pol的性質(zhì)講起
2. Rec和Pol運(yùn)算
(以下講解聽(tīng)不懂也沒(méi)關(guān)系,你只要知道Rec和Pol是一對(duì)逆運(yùn)算,我們使用其為變量賦值)
卡西歐計(jì)算器的Rec函數(shù)接受兩個(gè)參數(shù),
其中r是某點(diǎn)到原點(diǎn)的距離,是x正半軸射線轉(zhuǎn)到原點(diǎn)-某點(diǎn)射線所成的角度
返回兩個(gè)值x、y,其中x是某點(diǎn)的橫坐標(biāo),y是某點(diǎn)的縱坐標(biāo)
卡西歐計(jì)算器的Pol函數(shù)接受兩個(gè)參數(shù),
其中x是某點(diǎn)的橫坐標(biāo),y是某點(diǎn)的縱坐標(biāo)
返回兩個(gè)值r、,其中r是某點(diǎn)到原點(diǎn)的距離,
是x正半軸射線轉(zhuǎn)到原點(diǎn)-某點(diǎn)射線所成的角度
實(shí)際在計(jì)算器中運(yùn)算時(shí),這兩個(gè)函數(shù)會(huì)將自己的返回值分別賦值給x、y,并使用x參與計(jì)算
Rec和Pol是一對(duì)逆運(yùn)算
用python代碼表示如下:
3. 定理
由Rec和Pol函數(shù)的性質(zhì),我們可以得出以下定理
????記作定理(1)
會(huì)將f(x,y)的值賦值給x,將g(x,y)的值賦值給y
????記作定理(2)
會(huì)將f(x,y)的值賦值給x,將g(x,y) mod 2pi的值賦值給y
其中 是包含x、y變量的表達(dá)式,mod指實(shí)數(shù)模運(yùn)算,定義如下:
????a mod b = c
滿(mǎn)足a、b、c為實(shí)數(shù),n為整數(shù), ,
因?yàn)樵谟?jì)算角度時(shí),角度必須在0到區(qū)間內(nèi),所以要完成數(shù)列計(jì)算,我們應(yīng)選擇定理(1)
4. 使用
例如計(jì)算兩數(shù)列,定義如下
且
且
在計(jì)算器中輸入
????Rec(Pol(x+y, xy), y)
按下Calc鍵,令x=1,y=1
多次按下等號(hào)鍵,即可迭代數(shù)列
同時(shí)可以為x數(shù)列求前n項(xiàng)和
計(jì)算器中輸入
? ?A = A + Rec(Pol(f(x,y,A), g(x,y,A)), y)
其中f(x,y,A)和g(x,y,A)是包含變量x,y,A的表達(dá)式
計(jì)算的數(shù)學(xué)意義如下:
你可以使用Calc為賦值
該計(jì)算的python代碼表示如下:
如果你想讓它自動(dòng)停止計(jì)算,例如 x = 10 時(shí)停止,你可以在算式后面加上,然后狂按等號(hào),當(dāng)報(bào)錯(cuò)時(shí)就會(huì)停止計(jì)算
以上計(jì)算數(shù)列的方法可以用在大部分不帶參數(shù)的數(shù)列計(jì)算題上