Биографии Характеристики Анализ

Метод касательных. Приближенное решение уравнений разными инструментальными средствами

Тип урока: Изучение и закрепление новых знаний.

Вид занятия: практическая работа с использованием компьютера.

Продолжительность занятия: два урока.

Цель: Научиться решать уравнения с заданной точностью на заданном отрезке.

  • развитие исследовательской, познавательной деятельности учащихся;
  • развитие умений использовать различные программные средства при решении одной задачи;
  • развитие коммуникативных способностей учащихся.

Методы обучения: наглядный, исследовательский, практический.

Оборудование:

  • компьютер;
  • локальная сеть;
  • проектор.

Программное обеспечение:

  1. Операционная система Windows;
  2. Microsoft Excel из пакета Microsoft Office;
  3. Microsoft Visual Basic 6.0.

План урока:

  1. Организационный момент.
  2. Создание проблемной ситуации.
  3. Использование графического метода для приближенного решения уравнений в электронных таблицах.
  4. Изучение метода половинного деления при решении уравнений.
  5. Моделирование листа электронных таблиц для приближенного решения уравнения методом половинного деления.
  6. Моделирование проекта “Приближенное решение уравнения” на объектно-ориентированном языке Visual Basic 6.0.
  7. Компьютерный эксперимент.
  8. Анализ полученных результатов.
  9. Подведение итогов урока.

Ход урока

1. Организационный момент.

Приветствие учителя.

2. Создание проблемной ситуации.

– Сегодня нам предстоит решить задачу нахождения приближенного корня уравнения cos(x)=x , используя различные программные средства. Запишите тему урока: “Приближенное решение уравнений разными инструментальными средствами.”

– Пока вы не знаете никаких математических приемов решения этого уравнения, но знаете программу, в которой можно приближенно решить его графическим способом. Какая это программа? (Microsoft Excel.)

3. Использование графического метода для приближенного решения уравнений в электронных таблицах.

– В чем смысл метода? (Нужно построить график функции y = cos(x)–x на некотором отрезке, абсцисса точки пересечения графика с осью OX является корнем уравнения cos(x)=x .)

– Что нужно определить для построения графика? (Отрезок, на котором существует корень.)

– Сделайте это математическим методом. (Множеством значений левой части уравнения, функции y = cos(x) , является отрезок [-1; 1]. Поэтому уравнение может иметь корень только на этом отрезке.)

– Итак, найдите приближенный корень уравнения cos(x)=x на отрезке [-1; 1] с шагом, например, 0,1 в программе Microsoft Excel.

Рисунок 1

– Приближенный корень уравнения х=0,75. Однако это приближение не обладает высокой точностью. Для нахождения приближенного корня уравнения с указанной заранее точностью используются математические методы, в частности, метод половинного деления.

4. Изучение метода половинного деления при решении уравнений.

Рассмотрим непрерывную функцию f(х), такую, что корень данного уравнения является точкой пересечения графика этой функции с осью ОХ.

Идея метода половинного деления состоит в сведении первоначального отрезка [а; b], на котором существует корень уравнения, к отрезку заданной точности h.

Процесс сводится к последовательному делению отрезка пополам точкой с=(а+b)/2 и отбрасыванию половины отрезка ( или ), на которой корня нет. Выбирается тот отрезок, на концах которого функция принимает значения разных знаков, т.е. произведение этих значений отрицательно. Функция на этом отрезке пересекает ось абсцисс. Концам этого отрезка вновь присваивают обозначения a, b.

Это деление продолжается до тех пор, пока длина отрезка не станет меньше удвоенной точности, т.е. пока не выполнится неравенство (b-a)/2

(Вывести полученное изображение графика через проектор на экран, обсудить, какие отрезки нужно выбирать при заданной точности 0,5. Вывод: Приближенный корень уравнения х=0,75 найден с точностью 0,5.)

– Теперь найдем корень уравнения cos(x)=x с точностью 0,001. Решим поставленную задачу с использованием Microsoft Excel.

5. Моделирование листа электронных таблиц для приближенного решения уравнения методом половинного деления.

(Построение макета листа ведется совместно с учениками)

Исходные значения границ отрезка a и b запишем в ячейки А4 и В4, в ячейке С4 получим середину заданного отрезка, в ячейках D4 и Е4 – значения функции f(х) на концах отрезка , в ячейке F4 будем определять длину отрезка [а; b], необходимую точность укажем в ячейке H4. В ячейку G4 запишем формулу нахождения корня по правилу: если длина текущего отрезка соответствует требуемой точности, то в качестве корня уравнения примем значение середины этого отрезка. Мы уже знаем, что корень в нашем случае не найдется за один шаг, поэтому чтобы при копировании формулы из ячейки G4 адрес ячейки Н4 не менялся используем абсолютную адресацию.

В пятой строке запишем значения, полученные после первого шага деления исходного отрезка пополам. В ячейки А5 и В5 нужно вписать формулы определения границ нового отрезка. В ячейки С4, D4, E4, F4, G4 формулы копируются из ячеек С5, D5, E5, F5, G5 соответственно.

Таким образом, в режиме формул лист электронной таблицы примет следующий вид:

6. Моделирование проекта “Приближенное решение уравнения” на объектно-ориентированном языке Visual Basic 6.0.

(Построение макета формы и написание программного кода ведется учащимися самостоятельно: индивидуально или в группах)

Рисунок 3

Программный код для кнопки Корень уравнения cos(x)=x :

Private Sub Command1_Click()

While (b - a) / 2 >= e

If fa * fc < 0 Then b = c Else a = c

Text4 = (a + b) / 2

7. Компьютерный эксперимент.

(Учащиеся выполняют проект в электронных таблицах, выписывают результат в тетрадь. Затем выполняют проект на языке Visual Basic, выписывают результат в тетрадь.)

Проект в электронных таблицах – Приложение 1.

8. Анализ полученных результатов.

(Учащиеся делают вывод, что результаты решения уравнения cos(x)=x, полученные с использованием разных инструментальных средств, одинаковые.)

9. Подведение итогов урока.

МБОУ ООШ №6

Урок информатики

Тема Excel »

класс: IX (общеобразовательный)

учитель: Е.Н.Кулик

Тема урока: «Приближенное решение уравнений с помощью табличного процессора Excel »

Тип урока : урок - закрепление изученного

Вид урока: урок – практикум

Технология : проблемно – исследовательская

Оборудование : компьютерный класс оснащенный современной техникой и программным обеспечением

Цели урока:

    Формирование умений и навыков, носящих в современных условиях общенаучный и общеинтеллектуальный характер.

    Развитие у школьников теоретического, творческого мышления, а также формирование операционного мышления, направленного на выбор оптимальных решений.

    Научить школьников применять современное программное обеспечение в решении нестандартных задач.

Задачи урока:

    Воспитательная - развитие познавательного интереса, воспитание информационной культуры.

    Учебная - изучить и закрепить основные навыки работы с электронными таблицами.

    Развивающая - развитие логического мышления, расширение кругозора.

План урока.

    Фронтальный опрос для проверки уровня подготовки учащихся к усвоению нового материала.

    Объяснение нового материала и самостоятельная работа учащихся на компьютерах.

    Выполнение индивидуальных дифференцированных заданий (работа в группах).

    Распечатка отчетов по практикуму и выставление оценок.

    Домашнее задание.

    Рефлексия.

ХОД УРОКА

I . Краткий инструктаж по технике безопасности в компьютерном классе.

Здравствуйте, ребята! Сегодня мы проводим практическое занятие по электронным таблицам в компьютерном классе. Для обеспечения безопасной работы необходимо выполнять следующие правила:

Нельзя самостоятельно, без разрешения учителя, включать и выключать компьютер;

Нельзя касаться тыльной стороны компьютера и проводов;

Нельзя нажимать клавиши ручкой или карандашом;

Нельзя ходить по классу, вставать со своего места;

В случае неисправности компьютера или при обнаружении запаха гари - подозвать учителя.

      Фронтальный опрос.

На прошлом теоретическом занятии мы уже говорили о дополнительных возможностях программы Excel.

    Вспомним для чего нужна эта программа? (С помощью ее богатой библиотеки диаграмм можно составить диаграммы и графики разных видов: круговые, столбчатые диаграммы, графики; можно снабжать заголовками и пояснениями, можно задавать цвет и вид штриховки в диаграммах; печатать на бумаге, изменяя размеры и расположение на листе и вставлять диаграммы в нужное место листа)

    Как вы понимаете термин «деловая графика»? (Под этим термином обычно понимают графики и диаграммы, наглядно представляющие динамику развития того или иного производства, отрасли и любые другие числовые данные)

    При помощи какой команды меню можно построить диаграммы и графики в Excel? (Диаграммы и графики можно построить с помощью кнопки вызова Мастера диаграмм)

    Как задать автоматическое вычисление в таблице значений ячеек по определенной формуле? (Чтобы задать автоматическое вычисление в таблице значений по определенной формуле надо ввести знак «=», затем активизировать нужную ячейку и вводить соответствующие знаки арифметических операций)

    Можно ли контролировать ввод формулы? (Контролировать ввод формулы можно используя окно ввода формулы)

    Каким образом можно занести формулу в несколько ячеек, т.е. скопировать ее? (Чтобы занести формулу в несколько ячеек нужно установить курсор на нижнем правом маркере ячейки и протянуть его до последней ячейки в нужном диапазоне)

    Что можно сказать о виде курсора, установленном на правом нижнем маркере ячейки?

III . Изложение нового материала и самостоятельная работа учащихся на компьютерах.

Тема урока«Приближенное решение уравнений с помощью табличного процессора Excel »

    Из курса математики давайте вспомним, что значит решить уравнение? (Решить уравнение значит найти его корни или доказать, что корней нет)

    Какие способы решения уравнений вам известны? (Существуют два способа решения уравнений: аналитический и графический)

    Остановимся на графическом методе нахождения корней. Исходя из этого метода, скажите, пожалуйста, чем являются корни уравнения? (корнями уравнения являются значения точек пересечения графика функции с осью абсцисс).

    Если мы решаем систему уравнений, то что будет ее решением? (Решением системы уравнений будут координаты точек пересечения графиков функций).

    На прошлом занятии мы узнали, что с помощью программы Excel можно строить практически любые графики.

Воспользуемся этими знаниями для нахождения корней системы уравнений графическим методом.

    Что нужно сделать, чтобы решить эту систему уравнений? (Преобразовать данную систему в приведенную)

Получаем: х 2 =2х+9

Для оценки решений воспользуемся диаграммой на которой отобразим графики обеих функций в одой системе координат.

Сначала постоим таблицу.

Первая строка - строка заголовков

При заполнении столбца А: в ячейку А2 заносится начальное значение аргумента х. Ребята, предложите начальное значение х (___).

    А почему мы можем взять начальное значение равное ____? (Потому что область определения обеих функций - все действительные числа).

Для автоматического заполнения всего столбца нужно в ячейку А3 занести формулу:

А2+1, где +1 - это шаг изменения аргумента и скопировать ее до ячейки А23.

При заполнении столбца В в ячейку В2 заносим формулу А2*А2, которую тоже копируем до ячейки В23.

При заполнении столбца С в ячейку С2 заносим формулу 2*А2+9 и также копируется до С23.

Выделите полученную таблицу.

На панели Стандартная щелкните на кнопке «Мастер диаграмм», откроется окно «Мастер диаграмм», щелкните на типе «Точечная», затем выберите вид «Точечная диаграмма со значениями соединенными сглаженными линиями» и построим диаграмму оценки решений.

    Что мы видим на диаграмме? (На диаграмме видно, что оба графика имеют две точки пересечения)

    Что можно сказать об этих точках пересечения?(Координаты точек пересечения и есть решения системы)

По графику приближенно можно определить координаты

Давайте еще раз вспомним, как графически найти решение уравнения?

(Это можно сделать, построив график функции y = x ^3-2 x ^2+4 x -12 и определив координату х точек пересечения с осью ОХ.

Или представить данное уравнение в виде x ^3=2 x ^2-4 x +12 и построив два графика y = x ^3 y =2 x ^2-4 x +12 и определить абсциссы точек пересечения графиков функций и значения абсцисс будут корнями уравнения)

Мы уже рассмотрели построение двух графиков. Давайте найдем решение этого уравнения, определив координату х точек его пересечения с осью ОХ.

Начинаем с заполнения таблицы.

В строку заголовков заносим текст:

Х y=x^3-2x^2+4x-12

Я предлагаю начальное значение аргумента взять равное 0, его заносим в ячейку А2.

В ячейку А3 заносим формулу =А2+0,15 и копируем до ячейки А20.

В ячейку В2 заносим формулу =А2^3-2*А2^2+4*А2-12 и также копируем до В20.

Как определяем решение уравнения? (определяем координату х точек пресечения графика с осью ОХ)

Сколько таких точек? (одна)

Чему равна ее абсцисса (х=2,4)

        Выполнение индивидуальных дифференцированных заданий (работа в группах)

Таким образом мы видим, что используя программу Excel, можно графически решить практически любое уравнение, что мы сейчас и сделаем.

Каждая группа получит индивидуальное задание. После выполнения задания группа должна распечатать таблицы и графики своего задания.

В каждой группе есть консультанты, и я при выставлении оценок буду учитывать его мнение. На работу вам отводится 10минут.

2x+y=-3 2y=34-x^2 x^2+y^2=25

2x^2=-22+5x+y y=x^2+11 3y=4x

решений нет (-2;15), (2;15) (3;4), (-3;-4)

(выступление консультантов)

V . Домашнее задание: Проанализировать и проверить задания, оформить отчеты в тетради.

VI .Рефлексия.

Сегодня на уроке мы рассмотрели …

С помощью программы Excel можно строить …

До этого урока я не знал …

Я на уроке злился на себя, потому что …

Я могу похвалить сегодня …. ,за то, что…

Сегодня на уроке я научился…

Мне на протяжении всего урока было …

Тема: Приближенное графическое решение уравнений.

Цель: способствовать развитию навыка решать уравнения графическим способом с помощью электронных таблиц.

Ход урока:


  1. Организационный момент (2 мин)

  2. Актуализация знаний (8 мин)

2) Дайте определение электронной таблицы.


  1. Адрес ячейки.



  2. Ввод формул




  3. Логические функции

  1. Изучение нового материала (10 мин)
Найдем в электронных таблицах корень уравнения x 3 – sin x = 0 графическим способом. Ведем значения аргумента – 1,4 до 1,4 с шагом 0, 2

  1. Практическая работа № 51 (20 мин)
2) С помощью электронной таблицы решить графическим способом уравнение sin(x)=1/x на отрезке с точностью 0,1

  1. Домашнее задание (2 мин)
Подготовить уравнения для решения графическим способом

  1. Итоги урока (3 мин)

Тема :

Оборудование: компьютерный класс, проектор
Ход урока:

1) Применение электронных таблиц


  1. Адрес ячейки.

  2. Основные типы данных электронных таблиц.

  3. Текст в электронных таблицах.

  4. Ввод формул

  5. Относительные, абсолютные и смешанные ссылки.

  6. Какие категории встроенных функций вам известны?

  7. Приведите примеры математических функций.

  8. Логические функции

3. Изучение нового материала (10 мин)

Найдем в электронных таблицах корень уравнения x 3 – cos x = 0, используя метод подбора параметра. Ведем значения аргумента – 1,4 до 1,4 с шагом 0, 2
4. Практическая работа № 51 (20 мин)



2) С помощью электронной таблицы решить уравнение cos(x)=1/(x+1) на отрезке с точностью 1 графическим способом и используя метод подбора параметра.
5. Домашнее задание (2 мин)

Подготовить уравнения для решения графическим способом и методом подбора параметра.


  1. Итоги урока (3 мин)

Тема : Приближенное решение уравнений методом подбора параметра.

Цель: способствовать развитию навыка решать уравнения, используя метод подбора параметра.

Оборудование: компьютерный класс, проектор
Ход урока:

1. Организационный момент (2 мин)

2. Актуализация знаний (8 мин)

1) Применение электронных таблиц

2) Дайте определение электронной таблицы.


  1. Адрес ячейки.

  2. Основные типы данных электронных таблиц.

  3. Текст в электронных таблицах.

  4. Ввод формул

  5. Относительные, абсолютные и смешанные ссылки.

  6. Какие категории встроенных функций вам известны?

  7. Приведите примеры математических функций.

  8. Логические функции

3. Практическая работа № 51 (30 мин)

1) Найти в электронных таблицах корень уравнения x 2 = cos x , используя метод подбора параметра. Ведем значения аргумента – 3 до 3 с шагом 0, 2


  1. Решить уравнение sinx - 2x = 0, используя метод подбора параметра. Значения аргумента – -3 до 3 с шагом 0,5
3) С помощью электронной таблицы решить уравнение sin(x)=1/
на отрезке с точностью 1 графическим способом и используя метод подбора параметра.
5. Домашнее задание (2 мин)

Например:

Поставим задачу отыскать действительные корни данного уравнения.

А таковые точно есть! – из статей о графиках функций и уравнениях высшей математики вы хорошо знаете, что график функции-многочлена нечётной степени хотя бы один раз пересекает ось , следовательно, наше уравнение имеет по меньшей мере один действительный корень. Один. Или два. Или три.

Сначала напрашивается проверить, наличие рациональных корней. Согласно соответствующей теореме , на это «звание» могут претендовать лишь числа 1, –1, 3, –3, и прямой подстановкой легко убедиться, что ни одно из них «не подходит». Таким образом, остаются иррациональные значения. Иррациональный корень (корни) многочлена 3-й степени можно найти точно (выразить через радикалы) с помощью так называемых формул Кардано , однако этот метод достаточно громоздок. А для многочленов 5-й и бОльших степеней общего аналитического метода не существует вовсе, и, кроме того, на практике встречается множество других уравнений, в которых точные значения действительных корней получить невозможно (хотя они существуют).

Однако в прикладных (например, инженерных) задачах более чем допустимо использовать приближённые значения, вычисленные с определённой точностью .

Зададим для нашего примера точность . Что это значит? Это значит, что нам нужно отыскать ТАКОЕ приближённое значение корня (корней) , в котором мы гарантированно ошибаемся, не более чем на 0,001 (одну тысячную) .

Совершенно понятно, что решение нельзя начинать «наобум» и поэтому на первом шаге корни отделяют . Отделить корень – это значит найти достаточно малый (как правило, единичный) отрезок, которому этот корень принадлежит, и на котором нет других корней. Наиболее прост и доступен графический метод отделения корней . Построим поточечно график функции :

Из чертежа следует, что уравнение , судя по всему, имеет единственный действительный корень , принадлежащий отрезку . На концах данного промежутка функция принимает значения разных знаков: , и из факта непрерывности функции на отрезке сразу виден элементарный способ уточнения корня: делим промежуток пополам и выбираем тот отрезок, на концах которого функция принимает разные знаки. В данном случае это, очевидно, отрезок . Делим полученный промежуток пополам и снова выбираем «разнознаковый» отрезок. И так далее. Подобные последовательные действия называют итерациями . В данном случае их следует проводить до тех пор, пока длина отрезка не станет меньше удвоенной точности вычислений , и за приближённое значение корня следует выбрать середину последнего «разнознакового» отрезка.

Рассмотренная схема получила естественное название – метод половинного деления . И недостаток этого метода состоит в скорости. Медленно. Очень медленно. Слишком много итераций придётся совершить, прежде чем мы достигнем требуемой точности. С развитием вычислительной техники это, конечно, не проблема, но математика – на то и математика, чтобы искать наиболее рациональные пути решения.

И одним из более эффективных способов нахождения приближённого значения корня как раз и является метод касательных . Краткая геометрическая суть метода состоит в следующем: сначала с помощью специального критерия (о котором чуть позже) выбирается один из концов отрезка. Этот конец называют начальным приближением корня, в нашем примере: . Теперь проводим касательную к графику функции в точке с абсциссой (синяя точка и фиолетовая касательная) :

Данная касательная пересекла ось абсцисс в жёлтой точке, и обратите внимание, что на первом шаге мы уже почти «попали в корень»! Это будет первое приближение корня . Далее опускаем жёлтый перпендикуляр к графику функции и «попадаем» в оранжевую точку. Через оранжевую точку снова проводим касательную, которая пересечёт ось ещё ближе к корню! И так далее. Нетрудно понять, что, используя метод касательных, мы приближаемся к цели семимильными шагами, и для достижения точности потребуется буквально несколько итераций.

Поскольку касательная определяется через производную функции , то этот урок попал в раздел «Производные» в качестве одного из её приложений. И, не вдаваясь в подробное теоретическое обоснование метода , я рассмотрю техническую сторону вопроса. На практике описанная выше задача встречается примерно в такой формулировке:

Пример 1

С помощью графического метода найти промежуток , на котором находится действительный корень уравнения . Пользуясь методом Ньютона, получить приближенное значение корня с точностью до 0,001

Перед вами «щадящая версия» задания, в которой сразу констатируется наличие единственного действительного корня.

Решение : на первом шаге следует отделить корень графически. Это можно сделать путём построения графика (см. иллюстрации выше) , но такой подход обладает рядом недостатков. Во-первых, не факт, что график прост (мы же заранее не знаем) , а программное обеспечение – оно далеко не всегда под рукой. И, во-вторых (следствие из 1-го) , с немалой вероятностью получится даже не схематичный чертёж, а грубый рисунок, что, разумеется, не есть хорошо.

Ну а зачем нам лишние трудности? Представим уравнение в виде , АККУРАТНО построим графики и отметим на чертеже корень («иксовую» координату точки пересечения графиков) :

Очевидное преимущество этого способа состоит в том, что графики данных функций строятся от руки значительно точнее и намного быстрее. Кстати, заметьте, что прямая пересекла кубическую параболу в единственной точке, а значит, предложенное уравнение и в самом деле имеет только один действительный корень. Доверяйте, но проверяйте;-)

Итак, наш «клиент» принадлежит отрезку и «на глазок» примерно равен 0,65-0,7.

На втором шаге нужно выбрать начальное приближение корня. Обычно это один из концов отрезка. Начальное приближение должно удовлетворять следующему условию:

Найдём первую и вторую производные функции :

и проверим левый конец отрезка:

Таким образом, ноль «не подошёл».

Проверяем правый конец отрезка:

– всё хорошо! В качестве начального приближения выбираем .

На третьем шаге нас ожидает дорога к корню. Каждое последующее приближение корня рассчитывается на основании предшествующих данных с помощью следующей рекуррентной формулы:

Процесс завершается при выполнении условия , где – заранее заданная точность вычислений. В результате за приближённое значение корня принимается «энное» приближение: .

На очереди рутинные расчёты:

(округление обычно проводят до 5-6 знаков после запятой)

Поскольку полученное значение больше , то переходим к 1-му приближению корня:

Вычисляем:

, поэтому возникает потребность перейти ко 2-му приближению:

Заходим на следующий круг:

, таким образом, итерации закончены, и в качестве приближённого значения корня следует взять 2-е приближение, которое в соответствии с заданной точностью нужно округлить до одной тысячной:

На практике результаты вычислений удобно заносить в таблицу, при этом, чтобы несколько сократить запись, дробь часто обозначают через :

Сами же вычисления по возможности лучше провестив Экселе – это намного удобнее и быстрее:

Ответ : с точностью до 0,001

Напоминаю, что эта фраза подразумевает тот факт, что мы ошиблись в оценке истинного значения корня не более чем на 0,001. Сомневающиеся могут взять в руки микрокалькулятор и ещё раз подставить приближенное значение 0,674 в левую часть уравнения .

А теперь «просканируем» правый столбец таблицы сверху вниз и обратим внимание, что значения неуклонно убывают по модулю. Этот эффект называют сходимостью метода, которая позволяет нам вычислить корень со сколь угодно высокой точностью. Но сходимость имеет место далеко не всегда – она обеспечивается рядом условий , о которых я умолчал. В частности, отрезок, на котором изолируется корень, должен быть достаточно мал – в противном случае значения будут меняться беспорядочным образом, и мы не сможем завершить алгоритм.

Что делать в таких случаях? Проверить выполнение указанных условий (см. выше по ссылке) , и при необходимости уменьшить отрезок. Так, условно говоря, если бы в разобранном примере нам не подошёл промежуток , то следовало бы рассмотреть, например, отрезок . На практике мне такие случаи встречались , и этот приём реально помогает! То же самое нужно сделать, если оба конца «широкого» отрезка не удовлетворяют условию (т.е. ни один из них не годится на роль начального приближения) .

Но обычно всё работает, как часы, хотя и не без подводных камней:

Пример 2

Определить графически количество действительных корней уравнения , отделить эти корни и применяя способ Ньютона, найти приближенные значения корней с точностью

Условие задачи заметно ужесточилось: во-первых, в нём содержится толстый намёк на то, что уравнение имеет не единственный корень, во-вторых, повысилось требование к точности, и, в-третьих, с графиком функции совладать значительно труднее.

А поэтому решение начинаем со спасительного трюка: представим уравнение в виде и изобразим графики :


Из чертежа следует, что наше уравнение имеет два действительных корня:

Алгоритм, как вы понимаете, нужно «провернуть» дважды. Но это ещё на самый тяжелый случай, бывает, исследовать приходится 3-4 корня.

1) С помощью критерия выясним, какой из концов отрезка выбрать в качестве начального приближения первого корня. Находим производные функции :

Тестируем левый конец отрезка:

– подошёл!

Таким образом, – начальное приближение.

Уточнение корня проведем методом Ньютона, используя рекуррентную формулу:
– до тех пор, пока дробь по модулю не станет меньше требуемой точности:

И здесь слово «модуль» приобретает неиллюзорную важность, поскольку значения получаются отрицательными:


По этой же причине следует проявить повышенное внимание при переходе к каждому следующему приближению:

Несмотря на достаточно высокое требование к точности, процесс опять завершился на 2-м приближении: , следовательно:

С точностью до 0,0001

2) Найдем приближённое значение корня .

Проверяем на «вшивость» левый конец отрезка:

, следовательно, он не годится в качестве начального приближения.