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Aufgaben zu Iterationsschemata

  1. 1

    Berechnung der eulerschen Zahl ee

    Die folgende Reihe konvergiert gegen die eulersche Zahl e = 2,71828..e = 2{,}71828...

    e = 01n! = 10!+11!+12!+13!+14!+15!+ ...\displaystyle e~=~ \sum\limits_{0}^\infty \frac{1}{n!} ~=~ \frac{1}{0!} + \frac{1}{1!} + \frac{1}{2!} + \frac{1}{3!} + \frac{1}{4!} + \frac{1}{5!} + ~...
    1. Stelle ein Iterations­schema für die Berechnung von ee auf. Leite daraus die zugehörigen Initialisierungen und Iterations­gleichungen ab. Welche Variablen brauchst du für Zwischenergebnisse? Wie geht der Nenner jeweils eines Bruchs aus dem vorherigen hervor?

    2. Setze die Iterationsgleichungen in eine While-Schleife um. Brich die While-Schleife ab, wenn der neu hinzu­gekommene Summand kleiner als 101410^{-14} ist.

    3. Erstelle unter Benutzung dieser While-Schleife eine Funktion double e() zur Berechnung von ee.

  2. 2

    Berechnung von π\pi

    Die Leibniz-Reihe konvergiert (allerdings sehr langsam) gegen den Grenzwert π/4\pi/4:

    π4  =  1  –  13 + 15  –  17 + 19  –  111 + 113  –  ...\displaystyle \frac{\pi}{4}  =  1 ~–~ \frac{1}{3} + \frac{1}{5}~ –~ \frac{1}{7} + \frac{1}{9}~ – ~\frac{1}{11} + \frac{1}{13}~ –~ ...

    1. Stelle ein Iterations­schema für die Berechnung von π/4\pi/4 auf. Leite daraus die zugehörigen Initialisierungen und Iterations­gleichungen ab.

    2. Setze die Ergebnisse aus der vorherigen Teilaufgabe in eine While-Schleife um. Brich die While-Schleife ab, wenn der Wert von nn größer oder gleich 10.000 wird.

    3. Erstelle unter Benutzung dieser While-Schleife eine Funktion pi() zur (grob angenäherten) Berechnung von π\pi.


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