Курсовая работа "Разработка алгоритма и программы на языке Паскаль для решения уравнения с одной переменной методом Ньютона". Вариант №7

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Дано уравнение:
F(x)=0 .
Требуется решить это уравнение, точнее, найти один из его корней (предполагается, что корень существует). Предполагается, что F(X) непрерывна и дифференцируема на отрезке [A;B].
Входным параметром алгоритма, кроме функции F(X), является также начальное приближение - некоторое X0, от которого алгоритм начинает идти.
Пусть уже вычислено Xi, вычислим Xi+1 следующим образом. Проведём касательную к графику функции F(X) в точке X = Xi, и найдём точку пересечения этой касательной с осью абсцисс. Xi+1 положим равным найденной точке, и повторим весь процесс с начала.
Нетрудно получить следующее выражение:
Xi+1 = Xi - F(Xi) / F'(Xi)
Интуитивно ясно, что если функция F(X) достаточно "хорошая", а Xi находится достаточно близко от корня, то Xi+1 будет находиться ещё ближе к искомому корню.

Пример 1.
Требуется найти корень уравнения , с точностью .
Производная функции равна
.
Возьмем за начальную точку , тогда
-9.716215;
5.74015;
3.401863;
-2.277028;
1.085197;
0.766033;
0.739241.
Таким образом, корень уравнения
равен 0.739241.

Пример 2.
Найдем корень уравнения функции методом Ньютона
cosx = x3.
Эта задача может быть представлена как задача нахождения нуля функции:
f(x) = cosx − x3.
Имеем выражение для производной
.
Так как для всех x и x3 > 1 для x > 1, очевидно, что решение лежит между 0 и 1. Возьмём в качестве начального приближения значение x0= 0.5, тогда:
1.112141;
0.90967;
0.867263;
0.865477;
0.865474033111;
0.865474033102.
Таким образом, корень уравнения функции
cosx = x3 равен 0.86547403.

Пример 3.
Требуется найти корень уравнения , с точностью .
Производная функции
равна .
Возьмем за начальную точку , тогда
-2.3;
-2.034615;
-2.000579;
-2.0.
Таким образом, корень уравнения
равен -2.

Оценка: "отлично"