Jan 30, 2019

Continued Square Roots

Continued Square Roots は直訳すると連続平方根となりますが,連続根号数とも訳されています.Wolfram MathWorldで探すと,Nested Radical(多重根号) にLinkされ,次の式が書かれていますが,これは正確にいうとInfinite Nested Radical(無限多重根号)ですね.$$\displaystyle \lim_{ k \to \infty }x_0+\sqrt{x_1+\sqrt{x_2+\sqrt{...+x_k}}}$$もちろん根号の数が有限な例としては$\sqrt{2+\sqrt{3}}$などがあります.上の式で$x_0=0$とし,それ以降の$x_k=n$とすると次式になります.$$\sqrt{n+\sqrt{n+\sqrt{n+\sqrt{n+...}}}}$$これが無限に続くとどんな値に近づくのでしょう.$$\sqrt{n+\sqrt{n+\sqrt{n+\sqrt{n+...}}}}=x$$とおくと,いちばん外側の$\sqrt{\quad}$の中の$n+$以降は$x$と等しいので,$$\sqrt{n+x}=x$$と考えられ,両辺を平方して移項すると,$$x^2-x-n=0$$この解は正の数なので,$$x=\frac{1+\sqrt{1+4n}}{2}$$例えば$n=1$なら,$$\sqrt{1+\sqrt{1+\sqrt{1+\sqrt{1+...}}}}=x$$とおくと,$$\sqrt{1+x}=x$$となり,両辺を平方して移項すると,$$x^2-x-1=0$$これの正の解は$x=\frac{1+\sqrt{5}}{2}$,すなわち黄金比の値になります.

Mathematics for the international student  Pre-Diploma SL and HL (MYP 5 Plus) Presumed Knowledge for SL and HL courses (HAESE Mathematics)
またこの図のように$n=2$なら,$$\sqrt{2+\sqrt{2+\sqrt{2+\sqrt{2+...}}}}=x$$とおくと,$$\sqrt{2+x}=x$$となり,両辺を平方して移項すると,$$x^2-x-2=0$$これの正の解は$x=2$となります.上図の INVESTIGATION 2 はこの値に近づくことを調べさせています.

[Continued Square Roots 問題]
Find the value of x.$$\sqrt{6+\sqrt{6+\sqrt{6+\sqrt{6+...}}}}=x$$解答はこちら

[Reference]

Mathematics for the international student
Pre-Diploma SL and HL (MYP 5 Plus) Presumed Knowledge for SL and HL courses
(HAESE Mathematics)

Continued Square Root
http://mathworld.wolfram.com/ContinuedSquareRoot.html

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