Een snellere methode voor het benaderen van een nulpunt van een functie is de iteratiemethode van Newton-Raphson. Daarbij wordt gewerkt met raaklijnen aan de grafiek van de functie waarvan je het nulpunt wilt bepalen.
Voor het bepalen van het nulpunt van `f(x)=x^3+x-6` ga je zo te werk:
`f'(x) = 3x^2 + 1`
Neem bijvoorbeeld
`x = 1`
als eerste schatting van je nulpunt.
Dan is
`f'(1) = 4`
en
`f(1) = text(-)4`
.
De vergelijking van de raaklijn in
`(1, text(-)4)`
is
`y = 4x - 8`
.
Deze raaklijn snijdt de
`x`
-as in
`(2, 0)`
.
Dan is
`x = 2`
de tweede schatting van het nulpunt.
`f'(2) = 13`
en
`f(2) = 4`
geeft als raaklijn
`y = 13x - 22`
.
Deze raaklijn snijdt de
`x`
-as in
`(22/13, 0)`
.
Derde schatting is
`x = 22/13`
.
`f'(22/13) = 1621/169`
en
`f(22/13) = 1184/2197`
geeft als raaklijn
`y = 1621/169 x-34478/2197`
.
Deze raaklijn snijdt de
`x`
-as in
`(1,636122052; 0)`
.
Vierde schatting is
`x = 1,636122052`
.
Enzovoort.
Neem aan dat `x_n` je `n` de schatting is en `x_(n+1)` de volgende schatting is. In de figuur zie je dat dan geldt:
`f'(x_n) = (f(x_n))/(x_n - x_(n+1))`
Hieruit volgt: `x_(n+1) = x_n-(f(x_n))/(f'(x_n))` .
Deze formule stelt je in staat om de beschreven procedure snel uit te voeren:
`x_1 = x_0 - f(x_0)/(f'(x_0)) = 1 - (text(-)4)/4 = 2`
`x_2 = x_1 - f(x_1)/(f'(x_1)) = 2 - 4/13 = 1 9/13 = 1,6923...`
`x_3 = x_2 - f(x_2)/(f'(x_2)) = 1 9/13 - (1184/2197)/(1621/169) = 1,6361...`
enzovoorts.
Reken steeds verder met breuken of met alle decimalen die je rekenmachine toelaat. Hier zie je hoe je dit snel met de GR doet.
Bekijk de
Benader met de methode van Newton-Raphson het nulpunt van de functie `f(x) = 6 - 2sqrt(x-3)` in vijf decimalen nauwkeurig.
Benader met de methode van Newton-Raphson de oplossing van de vergelijking `x^4 - 4x = 12 + x` in vier decimalen nauwkeurig.