שיטת החצייה

student47

New member
שיטת החצייה

נניח שמשתמשים בשיטת החצייה למציאת אפס הפונקציה (f(x בקטע [2,7].
כמה פעמים צריך לחלק את הקטע כדי להבטיח שדיוק הקירוב יהיה zz 5 * 10^(-9) zz.
איך בדיוק עושים את זה, ולמה אפשר לענות על השאלה הזו מבלי לדעת במפורש מי זו f?

אודה על עזרתכם.
 

אורי769

New member
תשובה

נניח שיש לי פונקציה f כלשהי שיש לה אפס בקטע [1,2]. נניח שאני צריך למצוא את האפס בדיוק של 0.5. בא אני אמצא אותו....
האפס נמצא ב-x0 = 1.5. שים לב שבלי לדעת כלום על f, פרט לעובדה שיש לה אפס בקטע, מצאתי פתרון.
 

student47

New member
אבל...כמה שאלות..קצרות וספציפיות

אולי האפס שלה נמצא ב-x=1.1?
אה סליחה..כשאמרת האפס נמצא ב-x0=1.5 התכוונת שאיפה שלא נמצא השורש בקטע בין 1 ל-2, הוא בטוח לא יכול להיות רחוק מ-x0, ביותר מ-0.5?

אוקיי, ובמקרה של השאלה שלי איך תעשה את זה?
זה לא נכון להגיד שהאפס נמצא ב-(x0 = 2 + 5 * 10^(-9, לא?


דבר שני, שואלים אותי כאן "כמה פעמים צריך לחלק את הקטע כדי להבטיח שדיוק הקירוב יהיה zz 5 * 10^(-9) zz.
ראיתי משפט שאומר:
תהי (f(x פונקציה רציפה בקטע סגור [a,b] וקיים [alpha in [a,b כך ש 0 = (f(alpha.
אם f(a)f(b)<0 ו- {c_n} (כאשר n רץ מאפס עד אינסוף) היא סדרת נקודות אמצע המתקבלת כתוצאה מחציית קטעים, אזי מתקיים:
zz |alpha - c_n| <= (b-a) / 2^(n+1) , n=0,1,2,3,.... zz וגם zz lim c_n = alpha , n->infinity zz

בעצם הביטוי האדום מתאר המרחק בין נקודת האמצע הנוכחית, לבין השורש של הפונקציה.
כמה שאלות בסיסיות:
1) הביטוי הכחול הוא הגודל של המחצית הנוכחית של הקטע שאורכו b-a?
2)האם נכון להגיד שהביטוי בכחול הוא חסם על השגיאה, כאשר הביטוי באדום הוא השגיאה?
3) אם הסדרה c_n הייתה מתחילה מ n=1, אז החזקה של 2 בביטוי הכחול הייתה n, ולא n+1?
ולגבי השאלה אצלי:
4)
המטרה שלי היא למצוא n כזה שיתקיים עבורו:
zz 5 / 2^(n+1) < 5 * 10^(-9) zz שזה אומר שבחצייה ה-n-ית של הקטע [a,b], אקבל נקודה שמרחקה מהשורש חסום ע"י zz 5 * 10^(-9) zz?

5) לאחר חילוק ב-5 וכפל ב-2 של שניי אגפי האי שיוויון הירוק, אני מקבל: zz 2^(-n) < 2 * 10^(-9) zz.
איך אני מסיים פה את האלגברה, ומגיע לתשובה?

6) האם בצורה הזו אני אקבל את ה-n הראשון שהחל ממנו, כל נקודת אמצע תיהיה בתוך "הרצועה" סביב השורש, שאורכה zz 5*10^(-9) zz?

וכמובן, תודה מראש!
 

אורי769

New member
תשובות

כן - הביטוי באדום הוא השגיאה והבכחול זה חסם לשגיאה. המשפט שציטטת הוא למעשה הטענה מאחורי שיטת החציה. הסיפור כאן הוא די פשוט ולא צריך להסתבך יתר. אם הקטע שלך הוא באורך 1 אז נקודת אצמע הקטע מקרבת את הפתרון בדיוק של 0.5. אם הקטע הוא בעורך 0.5 אז נקודת האמצע מקרבת את הפתרון בדיוק של 0.25 וכו'. כל חציה מקטינה את השגיאה פי שתים.
 
למעלה