主題
Search

哈雷法


一個 求根演算法,也稱為切線雙曲線法或哈雷有理公式。與 哈雷無理公式 一樣,取二階 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)

現在寫出

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

給出

 x_(n+1)=x_n-(f(x_n))/(f^'(x_n)+1/2f^('')(x_n)(x_(n+1)-x_n)).
(4)

使用來自 牛頓法 的結果,

 x_(n+1)-x_n=-(f(x_n))/(f^'(x_n)),
(5)

給出

 x_(n+1)=x_n-(2f(x_n)f^'(x_n))/(2[f^'(x_n)]^2-f(x_n)f^('')(x_n)),
(6)

所以迭代函式是

 H_f(x)=x-(2f(x)f^'(x))/(2[f^'(x)]^2-f(x)f^('')(x)).
(7)

這滿足 H_f^'(alpha)=H_f^('')(alpha)=0,其中 alpha 是一個 ,所以對於簡單零點,它是三階的。奇怪的是,三階導數

 H_f^(''')(alpha)=-{(f^(''')(alpha))/(f^'(alpha))-3/2[(f^('')(alpha))/(f^'(alpha))]^2}
(8)

施瓦茨導數。哈雷法也可以透過將 牛頓法 應用於 ff^('-1/2) 來推導。它也可以透過使用 密切曲線 的形式 來推導

 y(x)=((x-x_n)+c)/(a(x-x_n)+b).
(9)

求導數,

f(x_n)=c/b
(10)
f^'(x_n)=(b-ac)/(b^2)
(11)
f^('')(x_n)=(2a(ac-b))/(b^3),
(12)

它有解

a=-(f^('')(x_n))/(2[f^'(x_n)]^2-f(x_n)f^('')(x_n))
(13)
b=(2f^'(x_n))/(2[f^'(x_n)]^2-f(x_n)f^('')(x_n))
(14)
c=(2f(x_n)f^'(x_n))/(2[f^'(x_n)]^2-f(x_n)f^('')(x_n)),
(15)

所以在一個 處,y(x_(n+1))=0 並且

 x_(n+1)=x_n-c,
(16)

這就是哈雷法。


參見

哈雷無理公式豪斯霍爾德方法拉蓋爾方法牛頓法

使用 探索

參考文獻

Ortega, J. M. 和 Rheinboldt, W. C. Iterative Solution of Nonlinear Equations in Several Variables. Philadelphia, PA: SIAM, 2000.Scavo, T. R. 和 Thoo, J. B. "On the Geometry of Halley's Method." Amer. Math. Monthly 102, 417-426, 1995.

在 中引用

哈雷法

引用為

Weisstein, Eric W. "哈雷法。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/HalleysMethod.html

主題分類