卡在這題?用 AI 解開它
Algebra · real student question

解 Vout:1.2777 + 1.1837 × 0.999Vout × 0.000288 × (284365 + (0.999Vout)² / 2) − 1.182677 × Vout × 0.000288 × (285105 + Vout² / 2) = 0。

Question

解出 VoutV_{out}:1.2777+1.1837(0.999Vout)(0.000288)(284365+(0.999Vout)22)−1.182677 Vout(0.000288)(285105+Vout22)=0.1.2777 + 1.1837(0.999V_{out})(0.000288)\left(284365+\frac{(0.999V_{out})^2}{2}\right) - 1.182677\,V_{out}(0.000288)\left(285105+\frac{V_{out}^2}{2}\right)=0.

Step-by-step solution

  1. 先看清結構:這是 Vout 的三次方程式。 每個括號都貢獻一個常數項與一個 V2V^2 項,而且各自再乘上 VV,所以方程式是 A+BV+CV3=0A + BV + CV^3 = 0 的形式,沒有 V2V^2 項。這裡不需要動用一般的三次公式——數字本身決定一切。

  2. 把第一組的係數精確算出來。 1.1837×0.999×0.000288=0.00034056469441.1837 \times 0.999 \times 0.000288 = 0.0003405646944(不是 0.000340740.00034074——所有位數都要留著)。再乘上括號:一次項是 0.0003405646944×284365=96.8446793230.0003405646944 \times 284365 = 96.844679323,三次項是 0.0003405646944×0.99922=0.0001699419530.0003405646944 \times \tfrac{0.999^2}{2} = 0.000169941953。

  3. 把第二組的係數算出來。 1.182677×0.000288=0.0003406109761.182677\times0.000288 = 0.000340610976,於是一次項是 0.000340610976×285105=97.1098923120.000340610976\times285105 = 97.109892312,三次項是 0.0003406109762=0.000170305488\tfrac{0.000340610976}{2} = 0.000170305488。

  4. 相減——並正視有效位數的流失。 B=96.844679323−97.109892312=−0.265212989,C=0.000169941953−0.000170305488=−3.635352×10−7.B = 96.844679323-97.109892312 = -0.265212989,\qquad C = 0.000169941953-0.000170305488 = -3.635352\times10^{-7}. 這兩個差都是災難性的相消:BB 掉了三位有效數字、CC 掉了四位,所以任一個因數只要四捨五入到六位,答案就毀了。在這裡用精確分數運算是唯一安全的路。

  5. 解出這個三次方程式。 1.2777−0.265212989 V−3.635352×10−7V3=0.1.2777-0.265212989\,V-3.635352\times10^{-7}V^3 = 0. 在根附近三次項可以忽略,所以一次近似是 V≈1.27770.265213=4.81764V\approx\tfrac{1.2777}{0.265213}=4.81764;再做一次牛頓修正(或在 [0,20][0,20] 上二分)便得到 Vout≈4.81748.V_{out} \approx 4.81748.

  6. 驗算,並留意它的敏感度。 取 V=4.81748V=4.81748:−0.265212989(4.81748)=−1.277658-0.265212989(4.81748) = -1.277658,−3.635352×10−7(4.81748)3=−0.0000406-3.635352\times10^{-7}(4.81748)^3 = -0.0000406,而 1.2777−1.277658−0.0000406≈01.2777-1.277658-0.0000406 \approx 0。若把第一個乘積四捨五入成 0.000340740.00034074——正是步驟 1 特別點名的那個閃失——就會得到 B=−0.215362B=-0.215362,算出 V≈5.9328V\approx5.9328,誤差達 23%23\%,這正是那個相消非精確處理不可的原因。

Answer

Vout≈4.81748V_{out} \approx 4.81748

Need to solve a different problem like this? Open the solver →