牛頓-拉弗森法則

今天看到了知乎馬同學的回答,https://www.zhihu.com/question/20690553,馬同學的介紹淺顯易懂,很喜歡。第一次知道了牛頓-拉弗森法則,自己總結(jié)記錄一下。

牛頓-拉弗森法則是基于一條定理:

切線是曲線的線性逼近。

曲線上某點的切線.png
用途

五次及以上多項式方程沒有根式解(就是咩有像二次方程那樣的萬能公式),這是被伽羅瓦用群論做出的著名結(jié)論

該法則用于求解高次方程的根,即高次方程與x軸的交點的位置。

迭代過程
迭代過程.png

如上圖所示,隨便選取一個點A,作該點處的切線,與x軸交于一點,在這點處做一根垂線,與曲線交于B點。再由B點重復剛才的步驟

四次迭代后.png
代數(shù)解法

已知曲線方程f(x),在Xn點作切線,求Xn+1,
易得出Xn點處的切線方程為:y = f(Xn) + f'(Xn)(X-Xn)
Xn+1 即 f(Xn) + f'(Xn)(X-Xn)=0的解,即:


迭代公式.png
收斂的充分條件

在待求的零點x周圍存在一個區(qū)域,只要起始點X0位于這個鄰近區(qū)域內(nèi),那么牛頓-拉弗森方法必定收斂
在某些點不收斂,要謹慎選擇起始點

舉個栗子??

求根號3,精度在0.00001以內(nèi),保留兩位小數(shù)
x^2 = 3
f(x) = x^2 - 3
隨意選擇一個初始x值,Xn+1 = X - (X^2 - 3) / (2X)

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