筆算で平方根を求める方法 [パズル]
筆算で√(平方根)を求める方法をどこかで習って覚えていたのだが、ふとそのことを思い出してTwitterで聞いてみると、知っている人はあまり多くない様子。
知っていた人も「教科書のAppendixに載っていた」「おじいさんに教えてもらった」「塾で聞いた」などまちまちで、少なくとも学習指導要領に入っていることはなさそうだった。
でもこれ、電卓がない場面では便利なので、覚えておいて損はないと思う。(最近は電卓が手元にない場面の方が珍しい?)
筆算の手法そのものは、開平法 - Wikipedia にも詳しく載っているのでそちらを見ればよいと思うが、なぜその方法で解が求まるのかを考えるのは、ちょっとパズルっぽくて面白い。
Wikipediaの解説が詳しすぎて少し読みにくかったので、√10の計算を例にとり、もう少しわかりやすく書いておきます。
√10=3.??? の求め方
小数点以下1桁目の数字をa1、2桁目の数字をa2、…とする。
・最初に面積10の正方形の板から一辺3の正方形を切り出すと、
残ったL字部分の面積: 10-3x3=1
ここからなるべく大きい幅 a1/10 の板を切り出すことを考える。
2つの長方形と小さい正方形の面積の和: (6+a1/10)x(a1/10)
よって、(6+a1/10)x(a1/10)<1 ⇔ (60+a1)x a1<100 となる最大のa1は、1。
・上で求めた2本の長方形と小さい正方形を切り出すと、
残ったさらに細いL字部分の面積: 1-6.1x0.1=0.39
ここからなるべく大きい幅 a2/100 の板を切り出すことを考える。
2つの長方形と小さい正方形の面積の和: (6.2+a2/100)x(a2/100)
よって、(6.2+a2/100)x(a2/100)<0.39 ⇔ (620+a2)x a2<3900 となる最大のa2は、6。
- 以下繰り返し -
これを筆算の形で書き下していくと、こうなります。
ポイントは、
・小数点を起点に、2桁ずつ区切って計算する
・右側では、2つの長方形と小さい正方形の面積を次々と引いていく
・左側では、近似正方形の2辺の和を次々と求めていく
となります。
漸化式を筆算することになるので、進めば進むほど桁数がどんどん増えていきますが、子供心にも挑戦意欲が湧き、何桁も筆算していたのを思い出します。
こんなシンプルな方法で計算できるなんて、これを最初に考えた人は本当にすごいですね。
知っていた人も「教科書のAppendixに載っていた」「おじいさんに教えてもらった」「塾で聞いた」などまちまちで、少なくとも学習指導要領に入っていることはなさそうだった。
でもこれ、電卓がない場面では便利なので、覚えておいて損はないと思う。(最近は電卓が手元にない場面の方が珍しい?)
筆算の手法そのものは、開平法 - Wikipedia にも詳しく載っているのでそちらを見ればよいと思うが、なぜその方法で解が求まるのかを考えるのは、ちょっとパズルっぽくて面白い。
Wikipediaの解説が詳しすぎて少し読みにくかったので、√10の計算を例にとり、もう少しわかりやすく書いておきます。
√10=3.??? の求め方
小数点以下1桁目の数字をa1、2桁目の数字をa2、…とする。
・最初に面積10の正方形の板から一辺3の正方形を切り出すと、
残ったL字部分の面積: 10-3x3=1
ここからなるべく大きい幅 a1/10 の板を切り出すことを考える。
2つの長方形と小さい正方形の面積の和: (6+a1/10)x(a1/10)
よって、(6+a1/10)x(a1/10)<1 ⇔ (60+a1)x a1<100 となる最大のa1は、1。
・上で求めた2本の長方形と小さい正方形を切り出すと、
残ったさらに細いL字部分の面積: 1-6.1x0.1=0.39
ここからなるべく大きい幅 a2/100 の板を切り出すことを考える。
2つの長方形と小さい正方形の面積の和: (6.2+a2/100)x(a2/100)
よって、(6.2+a2/100)x(a2/100)<0.39 ⇔ (620+a2)x a2<3900 となる最大のa2は、6。
- 以下繰り返し -
これを筆算の形で書き下していくと、こうなります。
ポイントは、
・小数点を起点に、2桁ずつ区切って計算する
・右側では、2つの長方形と小さい正方形の面積を次々と引いていく
・左側では、近似正方形の2辺の和を次々と求めていく
となります。
漸化式を筆算することになるので、進めば進むほど桁数がどんどん増えていきますが、子供心にも挑戦意欲が湧き、何桁も筆算していたのを思い出します。
こんなシンプルな方法で計算できるなんて、これを最初に考えた人は本当にすごいですね。
2013-01-06 11:22
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