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Prüfungsprotokoll

Hauptdiplomprüfung Mathematik

Fach: Numerik I
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Fragenkatalog:
Newton-Verfahren

Zusammenhang mit Banachschem Fixpunktsatz
(Welche Kontraktionszahl haben wir hier? - Wusste ich leider auch nicht.)

Iterationsvorschrift:
x 0 Element [a, b]
x n+1 = x n – (F (x n)/F' (x n))   (n Element N 0)

Dabei ist F: [a, b]Abbildung nachR eine einmal stetig differenzierbare Abbildung.

Konvergenz
Die Abbildung F: [a, b]Abbildung nachR sei zweimal stetig differenzierbar und es gelte

(i) F (a) • F (b) < 0  
(ii) F' (x) ungleich 0 für alle x Element [a, b]
(iii) F (x 0) • F'' (x) > 0 für alle x Element [a, b] und ein festes x 0 Element [a, b]

Dann konvergiert das Newton-Verfahren mit dem Startwert x 0 monoton gegen die einzige einfache Nullstelle x* Element (a, b) von F mit dem Konvergenzgrad

gamma = 2

und dem asymptotischen Fehlerkoeffizienten

kleinergleich M''/2m' .

Dabei ist 0 < m' = min akleinergleichxkleinergleichb | F' (x) | < unendliche und

0 < M'' = Max akleinergleichxkleinergleichb | F'' (x) | < unendliche.

Was ist gamma?
Konvergenzgrad der Nullfolge positiver Zahlen (rn) nElementN0

gamma := sup {c Element R | lim sup ngegenunendlich (rn+1 / rnc) < unendlich}

Was ist rn?
rn = d (x n, x*) mit Nullstelle x*

Wahl des Startwertes x 0: Gut oder schlecht?
Güte des Startwertes

Wie würden Sie das einem Schüler erkären?
Anhand der Skizze erklären, wie die Tangenten auf den Nullpunkt zulaufen, Schnitt mit der x-Achse ist neuer Wert für die Iteration.

Idee: Tangenten anlegen

 

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© 2000 Maria Oelinger
cand. math.
Prüfungsprotokoll Letzte Änderung: 27.10.2000
address: http://www.oelinger.de/maria/numerik/protokoll_4.htm