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求解非线性方程是一个非常重要的问题,实际中的许多问题最终都有可能转换成非线性方程f(x)=0的求根问题,这个问题一直都是许多数学工作者研究的重点,而迭代算法是求解这类问题的一个很重要的方法。
在很多数值计算中,一般都用Newton法来求解非线性方程,因为牛顿法的收敛性较好,收敛速度也较快,但是求导计算有时不太方便,这时会考虑用差商来代替导数,从而得到了弦割法。本文选择的两种迭代算法,都是在已有算法的基础上,做一些改变而得到的。
关于迭代算法收敛性的分析,可以从很多不同的角度来衡量,其一、收敛球,这是一个比较重要的角度和方向,因为收敛球给出了一个收敛的范围,为很多的分析和研究提供了依据;其二、分形表示,它给出了另外一个分析收敛性的视角,因为分形图本身就是根据收敛次数来绘制的,用它来分析收敛性更加清晰、直观。
本文共有五部分,主要是推导两种迭代算法的收敛球并给出相应的分形表示。
第一章,介绍了收敛球的概念,以及目前对各种迭代算法收敛球的研究,对收敛球的推导和计算有一个理论基础。
第二章,简单的介绍了分形的概念及其理论发展,并给出一些经典的分形图供大家欣赏。
第三章,通过一系列的推导和计算,给出了变形弦割法的收敛半径及其误差估计,并通过编程实现了该算法的分形表示。
第四章,通过一系列的推导和计算,给出了变形Muller法的收敛半径及其误差估计,并通过编程实现了该算法的分形表示。
第五章,通过收敛球研究和分形表示,比较两种迭代算法的性能。