Ruby script to compute Taylor expansion (cos(x)).

taylor_expansion_cos.rb

#! /usr/local/bin/ruby
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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

  # 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 *= -x * x / (k * (k + 1))  # 各項の値
      s += e                       # s 和
      # 打ち切り誤差
      return s if (s - d).abs / d.abs < EPS
    end
    # 収束しない時
    return 9999.0
  end
end

if __FILE__ == $0
  begin
    # 計算クラスインスタンス化
    obj = TaylorExpansionCos.new
    # テイラー展開
    obj.calc_taylor
  rescue => e
    $stderr.puts "[例外発生] #{e}"
  end
end