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文档简介
第二节牛顿迭代法第1页,课件共11页,创作于2023年2月xyx*x0只要f
C1,每一步迭代都有而且,则
x*就是f
的根。是如下线性方程的根!第2页,课件共11页,创作于2023年2月3.牛顿迭代法的几何解释:方程的根在几何上是曲线与x
轴的交点的横坐标。若是根的一个近似,过曲线上横坐标为的点作曲线的切线,则该切线与
x轴交点的横坐标即为。xyx*x0第3页,课件共11页,创作于2023年2月例2.5:写出求的牛顿迭代格式;写出求的牛顿迭代格式,要求公式中既无开方运算,又无除法运算。解:
等价于求方程的正根
解法一:等价于求方程的根退化为二分法!!第4页,课件共11页,创作于2023年2月解法二:等价于求方程的正根
设x*
为方程f(x)=0的根,在包含x*的某个开区间内连续,且,则存在x*的邻域,使得任取初值,由牛顿迭代法产生的序列以不低于二阶的收敛速度收敛于x*,且4、牛顿迭代法的局部收敛性定理第5页,课件共11页,创作于2023年2月其中,则收敛由泰勒展开:在单根附近收敛快!
只要,则令可得结论。证明:牛顿迭代法事实上是一种特殊的不动点迭代在和之间第6页,课件共11页,创作于2023年2月牛顿迭代法的改进
重根Q1:
若,牛顿迭代法是否仍收敛?设x*是f
的n
重根,则:且。因为牛顿迭代法事实上是一种特殊的不动点迭代,其中,则A1:
有局部收敛性,但重数n
越高,收敛越慢。Q2:
如何加速重根的收敛?A2:
根的重数已知,可将
f
的重根转化为另一函数的单根。
令,则f
的重根是
的单根,且第7页,课件共11页,创作于2023年2月从而可构造出相应的迭代法格式为对构造出相应的牛顿迭代格式,迭代函数为若已知根的重数为n,可将迭代格式改为,则,所以上述格式是平方收敛的。第8页,课件共11页,创作于2023年2月①收敛速度快,稳定性好;②
精度高。①在重根附近收敛速度会降阶;②每次都要计算函数及其导数值,计算量大。优点缺点注解:牛顿法是局部收敛的,所以要求初值选在解的附近,实际计算时,常先用简单迭代法算几步,估计出一个质量较好的初值!!主要缺陷!!第9页,课件共11页,创作于2023年2月收敛比牛顿迭代法慢,且对初值要求同样高。第五节弦割法x0x1切线
割线
切线斜率
割线斜率需要2个初值x0
和x1。基本思想:牛顿迭代法每一步要计算f和,为了避免计算导数值,现用f
的差商近似代替微商,从而得到弦割法。x2第10页,课件共11页,创作于2023年2月Th2.10
局部收敛性设表示区间,x*为方程f(x)=0的根,函数f(x)在
中有足够阶连续导数,且满足则对
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