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切线法 ( 牛顿法 ) 的计算公式

   
    切线法(亦称牛顿法)是非线性方程根的较有效的方法之一,它逐次用切线代替曲线求方程

                                           (8.3)

近似根的一种迭代方法。

切线法的基本思想是,设是方程(8.1)的一个近似根, 过曲线上的点作曲线的切线,用此切线与x轴的交点的横坐标作为方程的根的新的近似值,见图8-2

图8-2

    为了导出切线法(牛顿法)的计算公式,设在[a,b]上满足条件                              
                       ;
且连续。

取初值,过点作曲线的切线,其方程为

它与x轴交点的横坐标为

作为方程的根的第一近似值。

再过点作曲线的切线,其方程为

它与x轴交点的横坐标为

作为方程的根的第二近似值。

一般地,如果已求得的第n个近似值,则过点作曲线的切线,其方程为

它与x轴交点的横坐标为

                             (8.4)

式(8.4)为切线法(牛顿法)的迭代公式。

相关链接:切线法计算框图

相关算法:求非线性方程一个实根的牛顿法

例2 证明计算的切线法迭代公式为

并用它计算(准确到

因为计算等同于求方程的根,

,代入切线法迭代公式得:

下面计算

因为, 所以。取,应用上述迭代公式计算,如表8-2所示。

表8-2

n

0

8

100.209

1

7.478078125

6.395485853

2

7.439956422

0.032547465

3

7.439760423

4

7.439760417

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