1.4. Метод Ньютона (метод касательных).
Пусть уравнение (1) имеет на интервале
единственный корень, причем существует непрерывная на
производная
.
. Тогда итерационный процесс осуществляется по формуле:
(5)
Геометрически (Рис.9) этот процесс означает замену на каждой итерации графика кривой
касательной к ней в точках
.
Достаточное условие сходимости обеспечивается выбором начальной точки
. Начальным приближением
служит один из концов отрезка
, в зависимости от того, в каком из них выполняется достаточное условие сходимости
(6)
При произвольном начальном приближении итерации сходятся, если
.
Метод Ньютона рекомендуется применять для нахождения простых действительных корней уравнения (1).
Достоинством метода является то, что он обладает быстрой скоростью сходимости, близкой к квадратичной. Недостатки метода:
- не при любом начальном приближении метод Ньютона сходится, а лишь при том, для которого
.
- если
, то
.
- если
, то
.
Последних трудностей можно избежать, применив модификацию метода Ньютона, рабочая формула при этом имеет вид
.