牛頓法(Newton'smethod)又稱為牛頓-拉夫遜方法(Newton-Raphsonmethod),它是一種在實數(shù)域和復(fù)數(shù)域上近似求解方程的方法。
方法使用函數(shù)f(x)的泰勒級數(shù)的前面幾項來尋找方程f(x)=0的根。牛頓方程
牛頓方程牛頓法最初由艾薩克·牛頓于1736年在MethodofFluxions中公開提出。
而事實上方法此時已經(jīng)由JosephRaphson于1690年在AnalysisAequationum中提出,與牛頓法相關(guān)的章節(jié)MethodofFluxions在更早的1671年已經(jīng)完成了。
方法說明
牛頓方程首先,選擇一個接近函數(shù)f(x)零點的x0,計算相應(yīng)的f(x0)和切線斜率f'(x0)(這里f'表示函數(shù)f的導(dǎo)數(shù))。
然后我們計算穿過點(x0,f(x0))并且斜率為f'(x0)的直線和x軸的交點的x坐標(biāo),也就是求如下方程的解:
我們將新求得的點的x坐標(biāo)命名為x1,通常x1會比x0更接近方程f(x)=0的解。
因此我們可以利用x1開始下一輪迭代。迭代公式可化簡為如下所示:
已經(jīng)證明,如果f'是連續(xù)的,并且待求的零點x是孤立的,那么在零點x周圍存在
牛頓方程一個區(qū)域,只要初始值x0位于這個鄰近區(qū)域內(nèi),那么牛頓法必定收斂。
并且,如果f'(x)不為0,那么牛頓法將具有平方收斂的性能.粗略的說,這意味著每迭代一次,牛頓法結(jié)果的有效數(shù)字將增加一倍。
牛頓迭代法(Newton’smethod)又稱為牛頓-拉夫遜(拉夫森)方法。它是牛頓在17世紀(jì)提出的一種在實數(shù)域和復(fù)數(shù)域上近似求解方程的方法。
多數(shù)方程不存在求根公式,因此求精確根非常困難,甚至不可能,從而尋找方程的近似根就顯得特別重要。
該方法使用函數(shù)f(x)的泰勒級數(shù)的前面幾項來尋找方程f(x)=0的根。
牛頓迭代法是求方程根的重要方法之一,其最大優(yōu)點是在方程f(x)=0的單根附近具有平方收斂,而且該法還可以用來求方程的重根、復(fù)根。此時一定線性收斂,但是可通過一些方法變成超線性收斂。另外該方法廣泛用于計算機編程中。