Métodos
abiertos
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En los métodos anteriores usan intervalos, la raíz se encuentra
dentro de estos mismos, dada por un limite inferior y otro superior.
La aplicación repetida de estos métodos siempre genera
aproximaciones cada vez mas cercanas a la raíz. Tales métodos
son conocidos como convergentes,
ya que se acercan
progresivamente a la raíz a medida que avanza el calculo.
METODOS ABIERTOS
En contraste, los métodos abiertos descritos se basan en formulas
que requieren únicamente de un solo valor de inicio “x” o que
empiecen con un par de ellos, pero que no necesariamente
encierran a la raíz. Algunas veces se alejan de la raíz verdadera
a medida que crece el numero de iteraciones. Pero aun así lo
hacen mucho mas rápido que los métodos que usan intervalos.
Se empieza el análisis de los métodos:
METODO DE PUNTO FIJO
3
Los métodos abiertos emplean una formula que predice la raíz. Tal
formula puede ser desarrollada para una simple iteración de punto
fijo al re arreglar la ecuación f(x) = 0 de tal modo que x quede del
lado izquierdo de la ecuación.
1. Considera la descomposición de la función f(x) en una diferencia
de dos funciones: una primera g(x) y la segunda, siempre la
función
2. x: f(x) = g(x) - x.
 Métodos
Numéricos
2. La raíz de la función f(x) se da cuando f(x) = 0, es
decir, cuando g(x) – x = 0, cuando g(x) = x.
La fórmula de recurrencia para el método del punto
fijo se obtiene de considerar una función que el
resultado de sumar la función f con la función
identidad:
g( x )  f ( x )  x
f ( x )  g( x )  x
f ( x )  0  g( x )  x  0
 g( x )  x
3. El punto de intersección de las dos funciones,
da entonces el valor exacto de la raíz.
f(x)
x
g(x)
Las funciones x y g(x) se cortan
exactamente en la raíz xr
xr
f(x)
x
4. El método consiste en considerar un valor inicial x0 ,
como aproximación a la raíz, evaluar el valor de esta
función g(x0), considerando éste como segunda
aproximación de la raíz, x1
5. El proceso se repite n veces hasta que g(x) coincide
prácticamente con x.
Métodos Numéricos
f(x)=
e-x
g(x)= e-x
-x
iteración
Xi
f(Xi)
g(Xi)
e(%)
e*(%)
1
0
1
1
100.00
2
1
-0.63212056
0.36787944
76.32
100.00
3
0.36787944
0.32432119
0.69220063
35.13
171.83
4
0.69220063
-0.19172713
0.5004735
22.05
46.85
5
0.5004735
0.10577003
0.60624354
11.76
38.31
6
0.60624354
-0.06084775
0.54539579
6.89
17.45
7
0.54539579
0.03421655
0.57961234
3.83
11.16
8
0.57961234
-0.01949687
0.56011546
2.20
5.90
9
0.56011546
0.01102765
0.57114312
1.24
3.48
10
0.57114312
-0.00626377
0.56487935
0.71
1.93
11
0.56487935
0.00354938
0.56842873
0.40
1.11
12
0.56842873
-0.00201399
0.56641473
0.23
0.62
13
0.56641473
0.0011419
0.56755664
0.13
0.36
14
0.56755664
-0.00064773
0.56690891
0.07
0.20
15
0.56690891
0.00036732
0.56727623
0.04
0.11
16
0.56727623
-0.00020833
0.5670679
0.02
0.06
17
0.5670679
0.00011815
0.56718605
0.01
0.04
f(x)
f(x1)
f(xi)
x i+1  xi 
f'(xi)
f(x2)
x1
x2
x
x
f (x)  e  x
iteración
Xi
f(Xi)
f'(Xi)
e(%)
1
0
1
-2
100.00
2
0.5
0.10653066
-1.60653066
11.84
100.00
3
0.566311003
0.00130451
-1.567615513
0.15
11.71
4
0.567143165
1.9648E-07
-1.567143362
0.00
0.15
5
0.56714329
4.4409E-15
-1.56714329
Métodos
Derivada
Función
e*(%)
0.00
Numéricos
Recurrencia
0.00
VV= 0.567143
1.
Consiste en elegir dos puntos iniciales cualquiera x0, x1 para
los cuales se evalúan los valores de la función: f(x0) = f(x1)
2.
Se traza una recta secante a la función por esos dos puntos.
3.
El punto de intersección de esta recta con el eje de las
abscisas (x2, 0) constituye una segunda aproximación de la
raíz.
4.
Se reemplazan los subíndices: xi = xi+1, de manera que x1 pasa
a ser x0 y x2 pasa a ser x1.
5.
Se traza una segunda secante por los nuevos puntos x0, x1,
obteniendo una segunda aproximación con x2.
6.
El proceso se repite n veces hasta que el punto de
intersección x2 coincide prácticamente con el valor exacto
de la raíz.
f(x)
x i  1  xi 
f(x0)
f(x1)
f(x2)
x0
x1 x 2
f ( xi ) * ( x 0  x i )
f ( xo )  f ( xi )
x
x
f(x )  e  x
X0
Xi
f(X0)
f(Xi)
Xi+1
f(Xi+1)
1
0
0.4
1
0.27032005
0.54818554
0.02981207
2
0.4
0.54818554
0.27032005
0.02981207
0.56655382
0.00092388
3
0.54818554
0.56655382
0.02981207
0.00092388
0.56714126
3.1783E-06
4
0.56655382
0.56714126
0.00092388
3.1783E-06
0.56714329
3.3904E-10
iteración
Descargar

Métodos abiertos