一、核心收敛性分析

  • 原函数:

    f(x)=11xx2f(x) = \frac{1}{1-x-x^2}
  • 截断多项式与原函数的关系:

    gn(x)=f(x)Tn(x)g_n(x) = f(x) - T_n(x)

    其中 Tn(x)T_n(x)f(x)f(x) 幂级数中次数 2n\geq 2n 的项之和。

  • 零点收敛性条件:

    limngn(R)=f(R)=0\lim_{n\to\infty} g_n(R) = f(R) = 0

二、求解奇点满足的方程

  • 分母为 00 的方程:

    1xx2=01 - x - x ^ 2 = 0
  • 标准二次方程形式:

    x2+x1=0x ^ 2 + x - 1 = 0

    其中二次项系数 a=1a = 1,一次项系数 b=1b = 1,常数项 c=1c = -1

  • 求根公式:

    x=b±b24ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b ^ 2 - 4ac}}{2a}
  • 代入系数求解:

    $$x = \frac{-1 \pm \sqrt{1 ^ 2 - 4 \times 1 \times (-1)}}{2 \times 1} = \frac{-1 \pm \sqrt{5}}{2}$$
  • 两个实根:

    x1=1+52x_1 = \frac{-1 + \sqrt{5}}{2}

    (等价于 152\frac{1 - \sqrt{5}}{2}

    x2=152x_2 = \frac{-1 - \sqrt{5}}{2}

三、确定唯一收敛的根

  • 数值近似:

    $$x_1 = \frac{-1 + \sqrt{5}}{2} \approx \frac{-1 + 2.2360679775}{2} = -0.61803398875$$$$x_2 = \frac{-1 - \sqrt{5}}{2} \approx \frac{-1 - 2.2360679775}{2} = -1.61803398875$$
  • 唯一收敛的根:

    $$R = \frac{-1 + \sqrt{5}}{2} = \frac{1 - \sqrt{5}}{2}$$

四、数值计算与四舍五入

  • 高精度近似计算:

    52.23606797749979\sqrt{5} \approx 2.23606797749979 $$R = \frac{1 - 2.23606797749979}{2} = \frac{-1.23606797749979}{2} = -0.618033988749895$$
  • 四舍五入保留 1010 位小数:

    R0.6180339887R \approx -0.6180339887

五、最终结果

R=1520.6180339887R = \frac{1 - \sqrt{5}}{2} \approx -0.6180339887