方程的近似解.pptx

高高 等等 数数 学学第三章第三章 微分中值定理与导数的应用微分中值定理与导数的应用8 方程的近似解方程的近似解第八节可求精确根无法求精确根求近似根两种情形(有时计算很繁)本节内容:一、根的隔离与二分法 二、牛顿切线法及其变形 方程的近似解一、根的隔离与二分法一、根的隔离与二分法(1)作图法 1.求隔根区间的一般方法求隔根区间的一般方法 (2)逐步收索法由图可见只有一个实根可转化为以定步长 h 一步步向右搜索,若搜索过程也可从 b 开始,取步长 h 0.2.二分法二分法取中点对新的隔根区间重复以上步骤,反复进行,得则误差满足例例1.用二分法求方程的近似实根时,要使误差不超过至少应对分区间多少次?解解:设 故该方程只有一个实根 ,欲使必需即可见只要对分区间9次,即可得满足要求的实根近似值二、牛顿切线法及其变形二、牛顿切线法及其变形有如下四种情况:牛顿切线法的基本思想:程的近似根.记纵坐标与同号的端点为用切线近似代替曲线弧求方在此点作切线,其方程为令 y=0 得它与 x 轴的交点其中再在点作切线,可得近似根如此继续下去,可得求近似根的迭代公式:称为牛顿迭代公式牛顿迭代公式 牛顿法的误差估计牛顿法的误差估计:由微分中值定理得则得说明说明:用牛顿法时,若过纵坐标与异号的端点作切线,则切线与 x 轴焦点的横坐标未必在牛顿法的变形牛顿法的变形:(1)简化牛顿法简化牛顿法若用一常数代替即用平行则得简化牛顿迭代公式.线代替切线,得优点:因而节省计算量.缺点:逼近根的速度慢一些.(2)割线法割线法为避免求导运算,用割线代替切线,例如用差商代替从而得迭代公式:特点特点:逼近根的速度快于简化牛顿法,但慢于牛顿法.说明说明:若将上式中则为单点割线法,逼近根的速度与简化牛顿法相当.例例2.用切线法求方程的近似解,使误差不超过 0.01.解解:由草图可见方程有唯一的正实根 ,且得而再求因此得满足精度要求的近似解内容小结内容小结1.隔根方法 作图法 二分法 2.求近似根的方法二分法 牛顿切线法简化牛顿法割线法