盈不足术与老鼠打洞问题的近似解
老鼠打洞:说有一面 10 米厚的墙,面对面打洞,其中一只老鼠打洞的效率 1,2,4,8 …,对面老鼠的效率为 1,1/2,1/4,1/8,请问何时墙被打穿。
粗略计算之下,三天时(x1=3x_1=3),还差 10−(1+2+4+1+1/2+1/4)=1.2510-(1+2+4+1+1/2+1/4) = 1.25,四天时,则多出了 (1+2+4+8+1+1/2+1/4+1/8)−10=6.875(1+2+4+8+1+1/2+1/4+1/8)-10=6.875。这就是典型的中华古老的数学智慧——盈不足术的应用场景。
x_1=3 ⇒ f(x_1)=1.25\\ x_2=4 ⇒ f(x_2)=-6.875
盈不足术的数学表达式(可通过三角形近似成比例,求解):
x=\frac{a_2f(a_1)-a_1f(a_2)}{f(a_1)-f(a_2)}
代入上式可得:
x=\frac{4\times 1.25+3\times 6.875}{1.25+6.875}\approx 3.15
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