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§ 2. Über die Auflösung von Gleichungen.
anwendbar, deren linke Seite f\x) eine stetige Funktion von x ist,
das zweite Verfahren allerdings nur dann, wenn man f{x) zu diffe
renzieren vermag.
Bei der Anwendung von Näherungsverfahren muß man übrigens
immer berücksichtigen, wie weit überhaupt die Angaben der
Aufgabe eine größere Genauigkeit gestatten. Dies erläutert
das folgende
3. Beispiel: Eine eiserne Kugel von 1 Dezimeter Radius schwimmt in
Quecksilber. Wie tief sinkt sie ein? Die spezifischen Gewichte von Eisen und
Quecksilber sind dabei gegeben durch die Zahlen 7,88 und 13,60. Die Kugel
sinkt so tief, bis das Gewicht des von dem unter
getauchten Teile verdrängten Quecksilbers gleich
dem Gesamtgewichte der eisernen Kugel ist, d. h.
bis sich das Volumen des untergetauchten Teils
zum Volumen der ganzen Kugel wie 7,88 zu 13,60
verhält, also das Volumen des oben herausragenden
Kugelstücks zum Volumen der ganzen Kugel wie
13,60 — 7,88 zu 13,60, d. h. wie 5,72 zu 13,60.
Augenscheinlich sinkt also mehr als die Kugelhälfte
ein; die Höhe des herausragenden Kugelabschnittes
liegt zwischen 0 und 10 cm; sie betrage scm, siehe Fig. 82. Das Volumen
dieses Kugelabschnittes ist, wie die Stereometrie lehrt, gleich (nrx 1 — ^nx 3 ) ccm,
wenn r den Radius der Kugel in Zentimetern bedeutet. Ferner ist für 3 das
Volumen der Kugel. Daher kommt wegen r — 10:
Fig. 82.
oder:
IOtios 2 — \nx 3 5,72
-* . 1000.71 ~ 13760
5 72
x 3 — 30a; 2 -f- -—-—— • 4000 = 0 .
13,60
Da die Zahlen 5,72 und 13,60 bis auf zwei Dezimalstellen abgerundet sind,
wissen wir über den Wert des letzten Gliedes nur, daß es zwischen
oder zwischen
5,715
13,605
• 4000
und
5,725
13,595
• 4000
1680 und 1685
liegt. Die Aufgabe ist also die, einen Wert x derart zu berechnen, daß der
Wert der Funktion
y = x a — 30a; 2 + 1682,5
um weniger als ± 2,5 von Null abweicht. Man weiß, daß x etwas kleiner als
10 ist. Es kommt: 1
x y
8 + 274,5
9 - 18,5
3 Die Dezimale 5 ist bei den Werten von y nur deshalb hinzugefügt, weil
die angenäherte Berechnung Zweifel darüber läßt, ob die Einer zu erhöhen
sind oder nicht.