用牛顿迭代法解方程

2024-12-15 20:55:03
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回答1:

牛顿迭代法

牛顿迭代法(Newton's method)又称为牛顿-拉夫逊方法(Newton-Raphson method),它是牛顿在17世纪提出的一种在实数域和复数域上近似求解方程的方法。多数方程不存在求根公式,因此求精确根非常困难,甚至不可能,从而寻找方程的近似根就显得特别重要。方法使用函数f(x)的泰勒级数的前面几项来寻找方程f(x) = 0的根。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一,其最大优点是在方程f(x) = 0的单根附近具有平方收敛,而且该法还可以用来求方程的重根、复根。另外该方法广泛用于计算机编程中。

设r是f(x) = 0的根,选取x0作为r初始近似值,过点(x0,f(x0))做曲线y = f(x)的切线L,L的方程为y = f(x0)+f'(x0)(x-x0),求出L与x轴交点的横坐标 x1 = x0-f(x0)/f'(x0),称x1为r的一次近似值。过点(x1,f(x1))做曲线y = f(x)的切线,并求该切线与x轴交点的横坐标 x2 = x1-f(x1)/f'(x1),称x2为r的二次近似值。重复以上过程,得r的近似值序列,其中x(n+1)=x(n)-f(x(n))/f'(x(n)),称为r的n+1次近似值,上式称为牛顿迭代公式。

解非线性方程f(x)=0的牛顿法是把非线性方程线性化的一种近似方法。把f(x)在x0点附近展开成泰勒级数 f(x) = f(x0)+(x-x0)f'(x0)+(x-x0)^2*f''(x0)/2! +… 取其线性部分,作为非线性方程f(x) = 0的近似方程,即泰勒展开的前两项,则有f(x0)+f'(x0)(x-x0)=f(x)=0 设f'(x0)≠0则其解为x1=x0-f(x0)/f'(x0) 这样,得到牛顿法的一个迭代序列:x(n+1)=x(n)-f(x(n))/f'(x(n))。

注:由于本人做过的题最高2次,你这里出现3次,其实这个问题就很复杂,很难做出来,以上知识可供参考。

回答2:

设f(x)=2x^3-4x^2+3x-6,对它求导的f'(x)=6x^2-8x+3
根据牛顿迭代公式令X(k+1)=X(k)-f[X(k)]/f'[X(k)]
然后将X(0)=1.5代入方程
X f(x) f'(x)
1.5 -3.75 4.5
2.33333333 2.2963 17.0000
2.19826
方程的根就是2.19826
取得精度不同,算出来的数据可能稍有差别,如果这个数据精度不够要求,你可以按照这个方法再往下算几次就可以了

回答3:

很简单
假设 1.5 附近有个根
那么这个根就是: 2
过程相信你知道, 就是 x1 = x0 - f(x0)/f'(x0)
需要我解释么?
f'(x)是一阶导数, 也就是 6X^2 - 8x + 3
比如x0 = 1.5 附近有个根, 你就代 x0 进 f(x)/f'(x), 再用x0减去这个就行了

回答4:

这个方法也叫二分法吧
用编程就可以啊