Ruby script to calc taylor expansion of cos.

taylor_expansion_cos.rb

# -*- coding: utf-8 -*-
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# テイラー展開 [ cos(x) ]
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class TaylorExpansionCos
  # 各種定数
  EPS = 1e-08         # 精度
  PI  = 3.1415926535  # 円周率

  # 計算クラス
  class Calc
    # テイラー展開
    def calc_taylor
      # ラジアン値計算
      rd = PI / 180

      # x = 0 から 180 を 10 刻みで計算
      puts "    x      mycos(x)        cos(x)"
      0.step(180, 10) do |x|
        printf("%5.1f%14.6f%14.6f\n", x, calc_cos(x * rd), Math.cos(x * rd))
      end
    end

    # Cos 計算
    def calc_cos(x)
      # 変数初期化
      d = s = e = 1.0

      # x の値が 0 から 2π の範囲外の場合、0 から 2π に収める
      x = x % (2 * PI)

      # 最大200回ループ処理
      # ( ただし、偶数項は 0 なので除外 )
      1.step(200, 2) do |k|
        d = s                           # d 和
        e = -e * x * x / (k * (k + 1))  # 各項の値
        s += e                          # s 和

        # 打ち切り誤差
        if (s - d).abs / d.abs < EPS
          return s
        end
      end

      # 収束しない時
      return 9999.0
    end
  end

  # メイン処理
  begin
    # 計算クラスインスタンス化
    obj_calc = Calc.new

    # テイラー展開
    obj_calc.calc_taylor
  rescue => e
    # エラーメッセージ
    puts "[例外発生] #{e}"
  end
end