?Aitken加速:简单迭代法xyy=xy=φ(x)x*x0P(x0,x1)x1x2P(x1,x2)一般地,有:比收敛得略快。?Steffensen加速:第30页,共54页,星期日,2025年,2月5日2.3牛顿迭代法2.3.1迭代公式的建立2.3.2牛顿迭代法的收敛情况2.3.3牛顿迭代法的修正法第31页,共54页,星期日,2025年,2月5日2.3牛顿法原理:将非线性方程线性化——Taylor展开取x0?x*,将f(x)在x0做一阶Taylor展开:,?在x0和x*之间。将(x*?x0)2看成高阶小量,则有:线性化xyx*x0x1迭代公式:迭代函数:第32页,共54页,星期日,2025年,2月5日牛顿切线法2.3.2牛顿切线法的收敛情况定理(局部收敛性)设函数在包含的某邻域内有阶连续导数,是方程的单根,则当初值充分接近时,牛顿切线法收敛,且至少为二阶收敛。并有这里单根意味着:第33页,共54页,星期日,2025年,2月5日牛顿切线法2.3.2牛顿迭代法的收敛情况定理设函数满足且在邻域连续,则牛顿迭代法在收敛,且至少为二阶收敛。并有第34页,共54页,星期日,2025年,2月5日牛顿切线法证明:牛顿法事实上是一种特殊的不动点迭代其中,则收敛由Taylor展开:只要f’(x*)?0在单根附近收敛快?第35页,共54页,星期日,2025年,2月5日牛顿切线法注:牛顿法收敛性依赖于x0的选取。x*x0?x0?x0具有局部恒收敛性,收敛性依赖于初值的选取。收敛性好(至少平方收敛)每次计算要计算导数,效率不高牛顿法特点:第36页,共54页,星期日,2025年,2月5日例题例1:用Newton法求的近似解。(取8位有效数字)。解:由零点定理。第37页,共54页,星期日,2025年,2月5日例题第38页,共54页,星期日,2025年,2月5日例题例2:用Newton法计算。解:第39页,共54页,星期日,2025年,2月5日牛顿迭代法算法框图第40页,共54页,星期日,2025年,2月5日第1页,共54页,星期日,2025年,2月5日求非线性方程根的一些常用方法:区间分割法(逐步搜索法、二分法)迭代法牛顿法割线法第2页,共54页,星期日,2025年,2月5日2.1区间搜索法预备知识:方程的根:单根、重根。根的存在性定理:定理:若f在[a,b]上连续,且f(a)·f(b)0,则f在(a,b)上必有一根;若f在[a,b]上连续且单调则f在(a,b)上有且仅有一根。定理函数f(x)对于x*有f(x*)=0,但则称为方程的单根。如果有但,则称是方程的m重根。第3页,共54页,星期日,2025年,2月5日2.1.1逐步搜索法思路:先把区间[a,b]均分为N等分,从初始值x0=a开始,步长h=(b-a)/N来增值。每跨一步进行一次根的搜索。计算速度慢,一般用于确定根的位置例:求连续函数f(x)在有根区间[a,b]上的根。2.1.2二分法思路:二分法的基本思想就是逐步对分区间,经过对根的搜索,将有根区间的长度缩小到充分小,从而求出满足精度的根的近似值。第4页,共54页,星期日,2025年,2月5日二分法的步骤:在有根区间取中点,计算函数值,若,就得到方程的实根,否则检查与是否同号,如同号,说明待求的根在的右侧,这时令