Реферат: Окружение и локализация корня нелинейной функции действительной переменной

Важной проблемой поиска корня нелинейной функции действительной переменной является выяснение интервала, на котором корень содержится. Ниже приведен алгоритм поиска такого интервала и ограничения на его применение.

Будем говорить, что корень функции f(x) окружен на интервале [a,b], если f(a) и f(b) имеют противоположные знаки. Для того, чтобы окруженный согласно этому определению корень действительно существовал на этом интервале, достаточно непрерывности f(x), а для его единственности - еще и монотонности. При невыполнении этих свойств возможно отсутствие корня на [a,b] или неопределенность его позиции.

При использовании компьютера мы всегда имеем дело с дискретным набором возможных представлений чисел (хотя и достаточно плотным). Кроме того, монотонность вычисленной функции может быть слегка нарушена в пределах точности ее вычисления. Это в ряде случаев усложняет вычисление окруженных корней функции, если к их точности предъявляются завышенные требования.

Окружение корня функции при гарантии ее определения на неограниченном интервале, производится по следующему итерационному алгоритму.

Алгоритм

Назначение: окружение корня функции, если ф-я определена на неограниченном интервале

Вход:

Начальное приближение (input guess) x0

начальный интервал поиска D

инкремент начального интервала поиска d>1

максимальное значение интервала M

Выход:

интервал окружения [a,x0], либо

интервал окружения [x0,b], либо

сообщение об ошибке

Инициализация:

calculate f0=f(x0)

Шаги:

1. calculate (a=x0-D,b=x0+D;

fa=f(a), fb=f(b))

2. repeat

3. increase search interval: D=D*d

4. if search interval ≥ M then break the cycle with error message

5. if sign(fa)≠sign(f0) then:

a root is bracketed on [a,x0] interval

break the cycle

end of if

6. if sign(fb)≠sign(f0) then:

a root is bracketed on [x0, b] interval

break the cycle

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--