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108、三次根号280^3+1~290^3 3次√28 ...
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立方根下的黄昏
深秋的傍晚,苏家老宅的院子里,桂花落了一地。苏清乾、苏十坤兄妹俩,苏月巽与苏风艮姐弟俩,四人围坐在石桌旁,桌上摊着一本泛黄的数学笔记,封面上写着“三次根号280³+1~290³”——这是他们最近在研究的一个数列问题。
“哥,你说这个三次根号280³+1,到底是个什么数?”苏十坤托着腮,眼睛盯着笔记本上密密麻麻的公式,眉头微蹙。她是四人中最小的,刚上高二,对数学既好奇又有些畏惧。
苏清乾推了推眼镜,拿起笔在纸上写下一个表达式:“我们设a=280,那么三次根号a³+1,其实就是求一个数x,使得x³=a³+1。显然x比a大一点,但大多少呢?”
“我们可以用泰勒展开或者二项式近似。”苏月巽接过话头,她是四人中数学最好的,大学读的是应用数学。她拿起笔,在纸上写下:
x = (a³ + 1)^(1/3) = a(1 + 1/a³)^(1/3) ≈ a(1 + 1/(3a³)) = a + 1/(3a²)
“所以,三次根号280³+1 ≈ 280 + 1/(3×280²) ≈ 280 + 1/235200 ≈ 280.00000425。”她一边写一边解释,“也就是说,这个数几乎就是280,只比280大一点点。”
“哇,这么小?”苏十坤瞪大了眼睛,“那三次根号281³+1呢?是不是也差不多?”
“当然。”苏风艮笑着插话,他是苏月巽的弟弟,性格活泼,喜欢用比喻来理解问题,“这就像你往一个装满水的杯子里滴一滴水,水位上升几乎看不出来。a³已经很大了,加1对它来说微不足道。”
苏清乾点点头:“但如果我们考虑从280³+1到290³+1这11个数的三次根号,它们的整数部分其实都是280到290之间的整数,只是小数部分略有不同。”
“那它们的和呢?”苏十坤好奇地问。
“我们可以估算。”苏月巽说,“每个三次根号n³+1 ≈ n + 1/(3n²),所以从n=280到290,总和大约是:
Σ(n=280到290) [n + 1/(3n²)] = Σn + Σ1/(3n²)
Σn = (280+290)×11/2 = 3135
Σ1/(3n²) ≈ 1/3 × ∫(280到290) 1/x² dx = 1/3 × -1/x = 1/3 × (1/280 - 1/290) ≈ 1/3 × (10/(280×290)) ≈ 0.000041
所以总和大约是3135.000041,几乎就是3135。”
“天哪,这么精确?”苏十坤惊叹。
苏风艮笑道:“数学就是,这么神奇,看似复杂的表达式,背后往往藏着,简洁的规律。”
苏清乾,望着天边,渐暗的晚霞。