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1、推导牛顿迭代法牛顿法是方程求根的一个有力方法,常常能快速求出其他方法求不出或者难以求出的 解。 假定有一个函数y=f(x),方程f(x)=0在x = r处有一个根,对于此根,我们先估 计一个初始值Xo (可以是猜测的)。我们现在来得到一个更好的估计值XI。为此x=Xo处 作该曲线的切线,并将其延长与x轴相交。切线与x轴的交点通常很接近r,我们用它作 为下一个估计值XI,求出X1后,用X1代替Xo。重复上述过程,在x=X1处作曲线的另 一条切线,并将其延长至与x轴相交,用切线的x轴截距作为下一个近似值X2这样继 续下去,所得出的这个x轴截距的序列通常迅速接近根r。现在再让我们从代数角度看上述过程
2、,我们知道,在初始值Xo处,切线的斜率是f(x),切 线方程为:y - f(x0) = f (x0)(x - x0)在此切线与x轴相交处,有y=0 ,x=x1,因而有:0 - f(x0) = f(x0)(x1 - x0)只要f(xo)不为0,可解出x1,得:f(x0)x1 = x0 f (x0)重复该过程,可得下一近似值为:f(x1)x2 = x1f(x1)总结n = 0,1,2,的情形得出下述结果:牛顿迭代法:只要f (xn)尹0,则有f(Xn)X(n+1) = X(n) f (Xn)注意:牛顿法也有不成功的时候,若f(x)无根,则,序列不收敛。另外,一些函数 图像可能形成随即序列,这就需要其他的辅助条件。附注:f (x)表示函数f(x)的导函数,f (xo)则表示函数f (x)在x = xo处的导数。