1. 程式人生 > 其它 >關於牛頓迭代的粗淺理解

關於牛頓迭代的粗淺理解

這是一篇關於牛頓迭代好像比較通俗的理解的文章

0.前置芝士

泰勒展開(先鴿了)

其實可以參考這裡(極度感性)

1.實際用處

用於求在一區間上連續且單調的函式 \(f(x)\)近似零點

(對我們好像沒什麼用處,也用不來。。

2.公式推導

part 1 (函式眼光)

利用上面的說法,我們可以得到:

\(f^{'}(x)=\Large\frac{f(x)}{x-x^{'}}\)

右邊不好看,變一下形:

\(x^{'}=x-\Large\frac{f(x)}{f^{'}(x)}\)

記住它,但不要太多(下面有要往死裡記的

part 2 (多項式眼光)

零點,換到多項式上,就是恆等於零。

給定多項式 \(g(x)\)

,已知有唯一的 \(f(x)\) 滿足:

\(g(f(x))\equiv 0\) \((mod\) \(x^n)\)

\(f(x)\)

\(n=1\) 時,顯然只要常數項為零就行,

那麼可考慮倍增!

假設已經知道 \(g(f(x))\equiv 0\) \((mod\) \(x^{\lceil\frac{n}{2}\rceil})\) 的解 \(f_0(x)\)

那麼將 \(g(f(x))\)\(f_0(x)\) 處進行泰勒展開,得到:

\(\sum_{i=1}^{\infty}\Large\frac{g^{(i)}(f_0(x))}{i!}\) \((f(x)-f_0(x))^i\equiv 0\)

\((mod\) \(x^n)\)

觀察到,其中, \(f(x)\)\(f_0(x)\) 本質上是一樣的,只不過是在不同膜意義下的同一柿子。

所以 \(f(x)-f_0(x)\) 最低的非零項次數都是 \(\large\lceil\frac{n}{2}\rceil\)

所以只要原式的 \(i\) 大於等於 2 時,直接就會被 \(x^n\) 膜完。。

所以 \(i\) 的只會是 0 或 1 ,直接寫出來就行了。

\(g(f_0(x))+g^{'}(f_0(x))(f(x)-f_0(x))\equiv 0\) \((mod\) \(x^n)\)

不太漂亮,變一下形:

\(f(x)\equiv f_0(x)-\Large\frac{g(f_0(x))}{g^{'}(f_0(x))}\)

\((mod\) \(x^n)\)

呦吼!好熟悉的樣子

記住它,往死裡記它(呼應上面的那個柿子

這個柿子的話,倍增求解就行了

完結散花

只求能幫助到幾個人罷。。