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Gleichungen. § 4. Numerische Gleichungen.
Tabelle benutzt. Dort, wo die Bildkurve die Abszissenacbse schneidet,
befinden sich die Wurzeln; man kann aus der Zeichnung ihre Lage
etwas näher abschätzen als aus der Tabelle und so das Intervall (a, h)
von einer Einheit etwa auf ein Zehntel herahmindern. Dadurch kürzt
sich das rechnerische Näherungs verfahren ab.
Von solchen Näherungs verfahren sollen hier zwei besprochen
werden: die Regula falsi und das Newtonsche Verfahren.
I. Die Regula falsi. Setzt man x = a + h = h — Tt, so ist
fip) = f{x ~ h) = fix) — /' 0) h + • • •
ff) = fix + *0 = fix) +/'(x)k-\ ;
beschränkt man sich auf die Glieder mit der ersten Potenz der Korrek
tionen h, k und beachtet, daß f{x) = 0 ist, so folgt aus den beiden
Gleichungen:
Je /(&) W
und daraus mit Rücksicht auf li-\-k = h — a:
h
/(«)
b
a /(«)—/(&)
und
f = — a)f(a) '
(2)
/(«)-/(&)
Der Näherungswert a -f- h teilt das Intervall in zwei Teile, und
auf denjenigen dieser Teile, an dessen Enden f{x) entgegengesetzt
bezeichnete Werte zeigt, wendet man denselben Vorgang an wie früher
auf (u, h) usw., bis man die nötige Zahl unveränderlich bleibender
Dezimalstellen erlangt hat.
Daß man es mit einem Näherungsrerfahren zu tun hat, ist
geometrisch so einzusehen. Im Sinne der
Gleichung (1) wird das Intervall (a, h), Fig. 42,
in zwei Teile geteilt, die sich so verhalten
wie die (absoluten) Funktionswerte an den
A
f(CL)
xEnden; diese Teilung besorgt die Sehne AB-
ihrem Schnittpunkt mit XX' entspricht also
der Wert a-\-h] die zweite Näherung wird
durch die Sehne AC erreicht und liegt näher
an der Wurzel usf, vorausgesetzt, daß die
Mg. 42.
Funktion zwischen a und h einen ähnlich einfachen Verlauf hat, wie
er in der Figur angenommen ist.
II. Das Newtonsche Näherungsverfahren. Mit denselben Bezeich
nungen wie vorhin ist
0 = /(»)=/(o + Ä)=/(a) + /'(a)Ä+Vf
o -/(»)-/(&-*) -/(») ~/'m + rf ¥ + ■ • ■;