MÉTODO DE NEWTON-RAPHSON

Descrición

    Para calcular unha aproximación da solución dunha ecuación da forma f(x) = 0 sabendo xa que temos illada unha raíz no intervalo [a, b]. polo método de Newton-Raphson utilízase a recta tanxente á función f(x) nun dos extremos.
    Trazamos a tanxente no punto  [Graphics:Images/index_gr_1.gif]  (a ou b) tal que f([Graphics:Images/index_gr_2.gif]).f'([Graphics:Images/index_gr_3.gif])>0, e calculamos o seu punto de corte co eixe OX. (Doutro xeito a tanxente pode cortar o eixe de abscisas fóra de [a, b]).
    A ecuación da recta tanxente en  ([Graphics:Images/index_gr_4.gif], f([Graphics:Images/index_gr_5.gif])) será:
            y - f([Graphics:Images/index_gr_6.gif]) = f'([Graphics:Images/index_gr_7.gif])(x - [Graphics:Images/index_gr_8.gif]),
sendo o valor de x no punto de corte con OX:
            [Graphics:Images/index_gr_9.gif] =  [Graphics:Images/index_gr_10.gif]- [Graphics:Images/index_gr_11.gif]
    Calculando agora a tanxente en [Graphics:Images/index_gr_12.gif] e reiterando o proceso, obtemos unha sucesión:
            [Graphics:Images/index_gr_13.gif] =  [Graphics:Images/index_gr_14.gif]- [Graphics:Images/index_gr_15.gif]
            
[Graphics:Images/index_gr_16.gif] = [Graphics:Images/index_gr_17.gif] - [Graphics:Images/index_gr_18.gif]
            .....
            
[Graphics:Images/index_gr_19.gif] =  [Graphics:Images/index_gr_20.gif] - [Graphics:Images/index_gr_21.gif],
que converxe a un punto  x = c  que é a solución da ecuación  f(x) = 0.
    Pode demostrarse que o erro cometido ao tomar [Graphics:Images/index_gr_22.gif] como solución é:
            e = |c-[Graphics:Images/index_gr_23.gif]| ≤ [Graphics:Images/index_gr_24.gif];  onde m = [Graphics:Images/index_gr_25.gif]|f'(x)|

[Graphics:Images/index_gr_26.gif]

Algoritmo para o cálculo da solución aproximada

Algoritmo 1

[Graphics:Images/index_gr_27.gif]

Exemplo

Para ecuación [Graphics:Images/index_gr_28.gif], para calcular unha aproximación da raíz que ten no intervalo [1, 3], mediante o método de Newton con 5 iteracións, introducimos os datos: [Graphics:Images/index_gr_29.gif]; a=1; b=3; [Graphics:Images/index_gr_30.gif], e obtemos o seguinte resultado:

A solución aproximada é:   x = 2.00004

Con seis iteracións xa obteriamos a solución exacta.

Algoritmo 2

Este algoritmo calcula, igual que o anterior, a solución aproximada e ademais realiza un gráfico en cada paso.

[Graphics:Images/index_gr_31.gif]

[Graphics:Images/index_gr_32.gif]

[Graphics:Images/index_gr_33.gif]

[Graphics:Images/index_gr_34.gif]

[Graphics:Images/index_gr_35.gif]

[Graphics:Images/index_gr_36.gif]

[Graphics:Images/index_gr_37.gif]

[Graphics:Images/index_gr_38.gif]
[Graphics:Images/index_gr_39.gif]
[Graphics:Images/index_gr_40.gif]

A solución aproximada é:   x = 2.00004


Converted by Mathematica      March 29, 2006