ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
где -- некоторая постоянная (не зависящая от ). Если начальное приближение
взято достаточно близко от корня , то можно взять .
Заметим, что по сравнению с общей оценкой метода итераций
постоянная
заменяется в оценке метода Ньютона (2) на стремящуюся к 0
величину
; отсюда и высокая скорость сходимости.
Доказательство оценки (9.2
) можно найти в учебниках, специально посвящённых
численным методам, например, [
Амосов А. А., Дубинский Ю. А., Копченова Н. В.
Вычислительные методы для инженеров. -- М.: Высш. шк., 1994], [
Бахвалов Н. С.,
Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. -- М.: Наука, 1987], [Ортега Дж.,
Пул У. Введение в численные методы решения дифференциальных уравнений. -- М.:
Наука, 1986].
Скорость сходимости итераций, которая задаётся формулой (2), называется
квадратичной. Квадратичная скорость сходимости означает, примерно говоря, что число
верных знаков в приближённом значении
удваивается с каждой итерацией.
Действительно, если
, и , то . Это и означает,
что число верных знаков при переходе к следующему приближению возросло с
до ,
то есть удвоилось.
Геометрический смысл метода Ньютона состоит в том, что на каждом шаге мы строим
касательную к графику
в точке очередного последовательного приближения ,
а за следующее приближение
берём точку пересечения этой касательной с осью .
Тем самым наклон прямой подстраивается на каждом шаге наилучшим образом (ведь
кривизну графика, связанную с второй производной, мы не учитываем, и поэтому
неизвестно, в какую сторону от касательной отклонится график).
Последовательные приближения метода Ньютона
где -- некоторая постоянная (не зависящая от ). Если начальное приближение взято достаточно близко от корня , то можно взять . Заметим, что по сравнению с общей оценкой метода итераций постоянная заменяется в оценке метода Ньютона (2) на стремящуюся к 0 величину ; отсюда и высокая скорость сходимости. Доказательство оценки (9.2) можно найти в учебниках, специально посвящённых численным методам, например, [Амосов А. А., Дубинский Ю. А., Копченова Н. В. Вычислительные методы для инженеров. -- М.: Высш. шк., 1994], [Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. -- М.: Наука, 1987], [Ортега Дж., Пул У. Введение в численные методы решения дифференциальных уравнений. -- М.: Наука, 1986]. Скорость сходимости итераций, которая задаётся формулой (2), называется квадратичной. Квадратичная скорость сходимости означает, примерно говоря, что число верных знаков в приближённом значении удваивается с каждой итерацией. Действительно, если ,и , то . Это и означает, что число верных знаков при переходе к следующему приближению возросло с до , то есть удвоилось. Геометрический смысл метода Ньютона состоит в том, что на каждом шаге мы строим касательную к графику в точке очередного последовательного приближения , а за следующее приближение берём точку пересечения этой касательной с осью . Тем самым наклон прямой подстраивается на каждом шаге наилучшим образом (ведь кривизну графика, связанную с второй производной, мы не учитываем, и поэтому неизвестно, в какую сторону от касательной отклонится график). Последовательные приближения метода Ньютона