■シュタイナー数とシュタイナー点(その8)

 中学入試の問題では小学校では教えないはずの「ピタゴラスの定理」や「逆三角関数」が必要になるという.そんな問題を小学生にやらせて良いのかどうかと思うが・・・.

 最近の算数・数学のカリキュラムはわからないが,π=3.14ではなく,つい最近までπ=3と教えていたというから,中学入試とのギャップは大きいに違いない.

[Q]e^eに最も近い整数を求めよ

は大学入試問題だそうである.テイラー展開よりも,もっと簡単なやり方はないものか?

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【1】無理数による挟み撃ち

 2<e<3より

  4=2^2<e^e<3^3=27

と上界・下界の差が大きすぎて,これでは何の手がかりもないのと同じである.

  log102=.3010

  log10e=.4343

  log103=.4771

  log107=.8451

はともかくとして,

  √7=2.64575

  √8=1.41421×2=2.82823

  2<√7<e<√8<3

くらいは大学入試には要請されていると思う(要請されてしかるべきだろう).

  exp(√7)<e^e<exp(√8)

であるが,このままでは計算できないから,やむなく

  √7^(√7)<e^e<√8^(√8)

として評価を試みる.

  √7/2log(7)<e<√8/2log8=3√2log(2)

 両辺の相加平均

  √7/4log(7)+3√2/2log(2)

で近似する事を考えてもlog2,log7がわからぬから,結局もとの黙阿弥.

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【2】有理数による挟み撃ち

  2<e<3

  5/2<e<6/2

  10/4<e<11/4

  21/8<e<22/8

  10/4<e<11/4

はeの比較的よい近似値である.

  (10/4)^(10/4)<e^e<(11/4)^(11/4)

 開平法を知っていることを仮定するが

  (10/4)^(10/4)=10^2/4^3・4√4^2・10^2=9.88212

  (11/4)^(11/4)=11^2/4^3・4√4・11^3=16.1497

は手計算でもできるだろう.しかし,依然として上界・下界の差が大きすぎる.

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