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哈雷無理公式


一種 求根算法,它利用了三階 泰勒級數

 f(x)=f(x_n)+f^'(x_n)(x-x_n)+1/2f^('')(x_n)(x-x_n)^2+....
(1)

f(x) 滿足 f(x)=0,因此

 0 approx f(x_n)+f^'(x_n)(x_(n+1)-x_n)+1/2f^('')(x_n)(x_(n+1)-x_n)^2.
(2)

使用 二次方程式 然後得到

 x_(n+1)=x_n+(-f^'(x_n)+/-sqrt([f^'(x_n)]^2-2f(x_n)f^('')(x_n)))/(f^('')(x_n)).
(3)

選擇加號給出迭代函數

 C_f(x)=x-(1-sqrt(1-(2f(x)f^('')(x))/([f^'(x)]^2)))/((f^('')(x))/(f^'(x))).
(4)

這個方程式可以用作推導 哈雷法 的起點。

如果在求解 (◇) 時改用 二次方程式 的另一種形式,則迭代函數會變成

 C_f(x)=x-(2f(x))/(f^'(x)+/-sqrt([f^'(x)]^2-2f(x)f^('')(x))).
(5)

這種形式也可以通過在 拉蓋爾法 中設置 n=2 來推導出來。在數值上,選擇 分母 中的 符號 是為了最大化其 絕對值。 請注意,在上面的方程式中,如果 f^('')(x)=0,則恢復了 牛頓法。 哈雷無理公式的這種形式具有三次收斂性,並且通常被發現比 牛頓法 穩定得多。 然而,當 f(x)f^'(x)f^'(x)f^('')(x) 同時接近於零時,它確實會遇到困難。


參見

哈雷法, 霍爾德法, 拉蓋爾法, 牛頓法

使用 Wolfram|Alpha 探索

參考文獻

Gourdon, X. 和 Sebah, P. "牛頓迭代法。" http://numbers.computation.free.fr/Constants/Algorithms/newton.htmlOrtega, J. M. 和 Rheinboldt, W. C. 多變量非線性方程的迭代解法。 Philadelphia, PA: SIAM, 2000。Qiu, H. "對具有強全局收斂性的牛頓-拉夫森方法的穩健性檢驗。" 碩士論文。 中佛羅里達大學, 1993。Scavo, T. R. 和 Thoo, J. B. "關於哈雷法的幾何意義。" Amer. Math. Monthly 102, 417-426, 1995。

在 Wolfram|Alpha 中被引用

哈雷無理公式

請引用為

Weisstein, Eric W. "哈雷無理公式。" 來自 MathWorld--Wolfram Web 資源。 https://mathworld.net.cn/HalleysIrrationalFormula.html

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