Newtonsches Näherungsverfahren
Bereits in der 5. Klasse ( 5, S. 95) haben wir ein Näherungsverfahren besprochen, mit dem die Lösungen der quadratischen Gleichung x² + px + q = 0 näherungsweise gefunden werden können, "wenn die Wurzeltaste am Taschenrechner klemmt". Führe das zugehörige GeoGebra-Beispiel schrittweise aus und wiederhole die Berechnungs- und Konstruktionsschritte!
- Beginne mit einem Startwert „in der Nähe der Nullstelle“.
- Bestimme den zu diesem Startwert gehörenden Punkt auf dem Funktionsgraphen.
- Bestimme für diesen Punkt die Tangente an den Funktionsgraphen.
- Schneide die Tangente mit der x-Achse: Dieser Schnittpunkt liegt näher zur Nullstelle als der Startwert …
Führe das folgende GeoGebra-Beispiel schrittweise aus und beobachte, wie die vom Punkt ausgehend Punkte auf der Funktion gesucht werden, die immer näher zur gesuchten Nullstelle liegen. Starte die Konstruktion vom ersten Konstruktionsschritt aus:
Aufgaben:
- Begründe, warum die Tangenten „in Richtung der gesuchten Nullstelle“ weisen! Wann scheitert dieses Verfahren?
- Rechne die angegebene Iterationsformel für , , … nach!
- Verschiebe den Punkt N1 und beobachte die Lage der Tangenten! Schätze ab, nach wie vielen Iterationsschritten die gesuchte Nullstelle hinreichend genau bestimmt wurde!
- Vergleiche mit dem Bisektionsverfahren!
- Vergleiche mit der Regula Falsi!
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