牛顿法
起源
牛顿法最初由艾萨克·牛頓在《流数法》(Method of Fluxions,1671年完成,在牛顿去世后於1736年公开发表)中提出。约瑟夫·鮑易也曾于1690年在Analysis Aequationum中提出此方法。
方法说明

蓝线表示方程而红线表示切线。可以看出比更靠近所要求的根。
首先,选择一个接近函数零点的,计算相应的和切线斜率(这里表示函数的导数)。然后我们计算穿过点并且斜率为的直线和轴的交点的坐标,也就是求如下方程的解:
我们将新求得的点的坐标命名为,通常会比更接近方程的解。因此我们现在可以利用开始下一轮迭代。迭代公式可化简为如下所示:
已有证明牛顿迭代法的二次收敛[1]必须满足以下条件:
; 对于所有,其中为区间[α − r, α + r],且在区间其中内,即 的;
对于所有,是连续的;
足够接近根 α。
其它例子
第一个例子
求方程的根。令,两边求导,得。由于,则,即,可知方程的根位于和之间。我们从开始。
第二个例子
牛顿法亦可发挥与泰勒展开式,对于函式展开的功能。
求的次方根。
设,
而a的m次方根,亦是x的解,
以牛顿法来迭代:
(或 )
應用
求解最值問題
牛頓法也被用於求函數的極值。由於函數取極值的點處的導數值為零,故可用牛頓法求導函數的零點,其疊代式為
求拐点的公式以此类推
外部連結
- JAVA:牛頓勘根法 (繁體中文)
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