روش نیوتن-رافسون

ریشه‌یابی

فرض کنید معادله‌ی f(x)=0f(x) = 0 در بازه‌ی [a,b][a, b] دارای ریشه‌ی rr باشد و برای هر x∈[a,b]x \in [a, b] همچنین فرض کنید x0x_0 تقریب نسبتاً مناسبی از rr باشد. در این روش در نقطه‌ی (xn,f(xn))(x_n, f(x_n)) بر نمودار y=f(x)y = f(x) خطی مماس می‌کنیم و نقطه‌ی برخورد این خط با محور xx ها را به عنوان تقریب جدیدی از ریشه در نظر می‌گیریم. فرض کنید xnx_n جمله‌ی nام دنباله‌ی حاصل از این روش باشد. در این صورت داریم:

xn+1=xn−f(xn)f′(xn)x_{n+1} = x_n - \frac{f(x_n)}{f'(x_n)}

نکته: روش نیوتن – رافسون حالت خاصی از روش تکرار ساده به ازای g(x)=x−f(x)f′(x)g(x) = x - \frac{f(x)}{f'(x)} است. نکته: شرط همگرایی روش نیوتن – رافسون این است که برای هر x∈[a,b]x \in [a, b] داشته باشیم:

∣f(x)f′′(x)∣<(f′(x))2|f(x) f''(x)| < (f'(x))^2

نتیجه ۲٫۲: در نقطه‌ی شروع x0x_0 برای روش نیوتن باید داشته باشیم:

∣f(x0)f′′(x0)∣<(f′(x0))2|f(x_0) f''(x_0)| < (f'(x_0))^2

نتیجه ۲٫۲: اگر f(x)f(x) ناچیز هموار باشد و x0x_0 خیلی به rr نزدیک باشد شرط همگرایی روش نیوتن بر‌قرار است.

روش‌های مرتبط