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时间:2018-09-19
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1、第2章非线性方程的求根方法2.1二分法设在区间中只有一个根,且满足,则二分法求根过程为:记,取的中点,若,则;若,则,取;若,则,取.记,取的中点,若,则;若,则,取;若,则,取.记这样获得近似根序列满足(2.2)于是当时,由得到.5二分法算法简单,收敛,但收敛速度较慢.2.2简单迭代法将方程等价变形为,获得迭代计算公式取定一个初值,由迭代公式算出数列,若,则足够靠后的可作为根的近似值.由上述得出称为迭代数列,函数为迭代函数,如上求根方法称为简单迭代法.对根,有,变不动它,点形象的称为的不动点,称方程为不动点方程
2、.例1求方程在附近的根.定理1设迭代函数满足条件1.当时,有;2.存在正常数,使对任意都有5则在中有唯一的不动点,迭代公式对任取,产生的数列都收敛于.证明易证迭代函数.作辅助函数显然.由条件1知由中值定理,至少存在一个,使,即,这说明在上有不动点.如果在上还有一个不动点,有,利用条件2,有矛盾,这就证明了满足定理条件的在中有唯一的不动点,记为.由是不动点、迭代格式及条件2,有注意到,在上式中令,可得,有,因而有5定理得证.定理2设定理1的条件成立,则有如下误差估计式12证明只证1.由迭代公式和定理2.1的条件,有
3、因为,所以有另一方面5代入上式得结论1.定理2.1的条件2对任意,存在正常数满足不易使用。实用中此条件常用,代替.5习题1给出适当的迭代方法求方程在区间[0,1]及[2,3]内的根.习题2证明用迭代格式产生的序列对于均收敛于.习题3利用适当的迭代格式证明习题4证明对任何初始值,由迭代公式所产生的序列都收敛于方程的根.5
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