为了改进牛顿迭代法在某些情况下失效的问题,对其公式进行了改进,即:x_{n+1} = x_n – c * f(x_n) / f'(x_n),其中 c 是常数(通常介于 0 和 1 之间)。此公式通过防止在 f'(x) 为零或接近零时失效来提高稳定性。最佳的 c 值取决于方程和初始条件,通常建议使用较小的值以提高稳定性或较大的值以加速收敛。
改进牛顿迭代法的公式
牛顿迭代法是一种迭代方法,用于求解方程的根。其基本公式为:
x_{n+1} = x_n - f(x_n) / f'(x_n)
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其中:
- (x_n) 是第 (n) 次迭代的近似值
- (f(x)) 是要求解的函数
- (f'(x)) 是函数 (f(x)) 的导数
然而,牛顿迭代法在某些情况下可能会失效,例如当 (f'(x)) 为零或接近零时。因此,需要对牛顿迭代法的公式进行改进。
改进公式
一种改进的牛顿迭代法公式是:
x_{n+1} = x_n - c * f(x_n) / f'(x_n)
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其中:
- (c) 是一个常数(通常介于 0 和 1 之间)
这个改进的公式可以防止迭代在 (f'(x)) 为零或接近零时失效。当 (c) 取值为 0 时,改进后的公式与原始的牛顿迭代法公式相同。当 (c) 取值接近 1 时,改进后的公式更接近于割线法的公式,这是一种更稳定的迭代方法,但收敛速度较慢。
选择 (c) 的值
最佳的 (c) 值取决于要求解的特定方程和迭代的初始条件。通常,建议使用较小的 (c) 值(例如 0.5 或 0.75)来提高稳定性,但较大的 (c) 值(例如 0.9 或 1)可以加快收敛速度。
实现
改进的牛顿迭代法可以通过以下算法实现:
1. 给定函数 f(x) 和导数 f'(x) 2. 设置初始近似值 x0 3. 设置常数 c 4. 循环直到满足终止条件(例如,当 |x_{n+1} - x_n|
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