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Gegeben sei die Funktion
\( p(x)=x^{3}-2 x+0,5 . \)

Ziel der Aufgabe ist es, die Nullstellen von \( p(x) \) iterativ anzunähern. Der relative Fehler zwischen zwei Iterationen \( \mu_{i+1} \) und \( \mu_{i} \) soll dabei durch \( \frac{\left|\mu_{i+1}-\mu_{i}\right|}{\left|\mu_{i+1}\right|} \) gegeben sein.
(a) Die Funktion \( p(x) \) hat eine Nullstelle im Intervall \( [-1.6,-1.5] \). Bestimmen Sie mit dem Bisektionsverfahren eine Näherung dieser Nullstelle bis auf einen relativen Fehler von höchstens \( 1 \% \).
(b) Die Funktion \( p(x) \) hat eine weitere Nullstelle im Intervall [0,0.4]. Bestimmen Sie mit dem Verfahren Regula Falsi eine Näherung dieser Nullstelle bis auf einen relativen Fehler von höchstens \( 1 \% \).
Hinweis: Bitte runden Sie alle Ihre (Zwischen-)Ergebnisse auf vier Nachkommastellen.


Problem/Ansatz:

Hi, ich verstehe leider gar nichts, kann mir jemand vielleicht bitte einen Tipp, Ansatz, Schritt-für-Schritt Anleitung geben? Ich würde mich sehr verbunden mit Ihnen fühlen.


LG gurke

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1 Antwort

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Schau in deine Unterlagen, da sollte das Verfahren doch erklärt sein. Wenn nicht, schaue im Internet.

Du nimmst das Intervall und halbierst es. Aus [-1,6; -1.5] werden dann [-1,60; -1,55] und [-1,55; -1,5] (im Zweifel hilft hilft hier ein Zahlenstrahl). Jetzt setzt du für jedes Intervall die Grenzen in die Funktion ein. Wenn du bei einem der Intervall zwei Werte mit unterschiedlichen Vorzeichen erhältst, machst du mit diesem Intervall weiter und halbierst es wieder. Die Nullstelle muss immer in dem Intervall liegen, wo man zwei unterschiedliche Vorzeichen erhält. Das macht man dann solange bis der relative Fehler weniger als 1 % beträgt. Die Formel dafür steht ja da.

Die Mitte des Intervalls bekommt man übrigens immer durch den Mittelwert der Grenzen, das heißt Grenzen zusammenrechnen und durch 2 teilen.

Berechne also im ersten Schritt \(f(-1{,}6)\) und \(f(-1{,}55)\) und vergleiche die Vorzeichen sowie \(f(-1{,}55)\) und \(f(-1{,}5)\) und vergleiche die Vorzeichen. Wenn du beim ersten Intervall schon verschiedene Vorzeichen gefunden hast, brauchst du das andere Intervall nicht mehr testen.

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