Комбинированный метод

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Комбинированный метод (хорд-касательных) [11:42]

Комбинированный метод (метод хорд и касательных) — это численный метод нахождения (одного) решения x (с заданной точностью ε) нелинейного уравнения вида f(x) = 0.

Описание метода[править]

Суть комбинированного метода состоит в разбиении отрезка [a; b] (при условии f(a)f(b) < 0) на три отрезка с помощью хорды и касательной и выборе нового отрезка от точки пересечения хорды с осью абсцисс до точки пересечения касательной с осью абсцисс, на котором функция меняет знак и содержит решение.

Построение хорд и касательных продолжается до достижения необходимой точности решения ε.

Комбинированный метод применим для решения уравнения вида f(x) = 0 на отрезке [a; b], если ни одна точка отрезка [a; b] не является ни стационарной, ни критической, то есть f’(x) ≠ 0 и f’’(x) ≠ 0.

Условие начальной точки для метода хорд f(x)f’’(x) < 0.

Условие начальной точки для метода касательных f(x)f’’(x) > 0.

Сначала находим отрезок [a; b] такой, что функция f(x) дважды непрерывно дифференцируема и меняет знак на отрезке, то есть f(a)f(b) < 0.

Далее применяем алгоритм решения.

Алгоритм решения[править]

Входные данные: f(x), f’(x), f’’(x), a, b, ε.

  1. Если f(a)f’’(a) < 0, то a = a − f(a)(a − b)/(f(a) − f(b))
    иначе если f(a)f’’(a) > 0, то a = a − f(a)/f’(a)
  2. Если f(b)f’’(b) < 0, то b = b − f(b)(b − a)/(f(b) − f(a))
    иначе если f(b)f’’(b) > 0, то b = b − f(b)/f’(b)
  3. Если |a − b| > 2ε, то идти к 1.
  4. x = (a + b)/2

Выходные данные: x.

Значение x является решением с заданной точностью ε нелинейного уравнения вида f(x) = 0.

Если f(x) = 0, то x — точное решение.

Другие методы:[править]

  • Для решения систем нелинейных уравнений используется метод Ньютона.

Литература[править]

  • Демидович Б. П., Марон И. А. Основы вычислительной математики — М.: Наука, 1970.