MÉTODOS NUMÉRICOS
Unidad 2
RAÍCES DE ECUACIONES
DEFINICIÓN
raíces reales
raíces complejas
ECUACIONES ALGEBRAICAS
Solución de una ecuación algebraica de primer grado
es solu
Solución de una ecuación algebraica de segundo grado
BÚSQUEDA DE UNA RAÍZ
Bisección
Regla falsa
Punto fijo
Newton Raph
Secante
MÉTODOS GRÁFICOS
Como auxiliares en la comprensión visual de los métodos
numéricos tantos cerrados como abiertos, para identificar
el número de posibles raíces y la identificación de casos en
los que los métodos abiertos no funcionan.
MÉTODO GRÁFICO
f(x)
x
xr
Visual
MÉTODO GRÁFICO
6 -20.00703829
7 -17.22829497
8 -14.5184856
9 -11.85485498
10 -9.223669786
11 -6.616150856
12 -4.026424157
13 -1.450410968
14 1.114809293
15 3.671382873
16 6.220922349
17 8.76466279
18 11.30356612
19 13.83839265
20 16.3697513
21 18.89813548
0 5 10 15 20 25
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
MÉTODO DE BISECCIÓN
1. Consiste en considerar un intervalo (xi, xs) en el que se
garantice que la función tiene raíz.
2. El segmento se bisecta, tomando el punto de bisección
xm como aproximación de la raíz buscada.
3. Se identifica luego en cuál de los dos intervalos está la
raíz.
4. El proceso se repite n veces, hasta que el punto de
bisección xm, coincide prácticamente con el valor exacto
de la raíz.
PASO 1.
xi xs
f(x)
x
f(xi)
f(xs)
0<)x(f).x(f mi
PASO 2.
La fórmula de recurrencia para el método de bisección es el
promedio de los valores inferior y superior de los extremos del
intervalo:
m
i s
r
x x
x
2
+
=
PASO 2. (CONTINUA)
xi xsxr
f(x)
x
f(xi)
f(xs)
f(xr)
2
si
m
xx
x
+
=
PASO 3.
Realizar las siguientes evaluaciones para determinar en
cual de los dos intervalos esta la raiz:
1. Si f(xi)*f(xm)>0 entonces la raiz esta en el
subintervalo inferior. Por lo tanto xi=xm;
f(xi)=f(xm) y continua paso 2.
2. Si f(xi)*f(xm)<0 entonces la riaz esta en el
subintervalo superior. Por lo tanto xs=xm;
f(xs)=f(xm) y continua paso 2.
1. El proceso se repite n veces, hasta que el
punto de bisección xm, coincide prácticamente
con el valor exacto de la raíz.
PASO 4.
Intervalos Función Evaluada
Raíz
media
Condiciones
MÉTODO DE BISECCIÓN
4.03356779
xi xs xm f(xi) f(xs) f(xm) f(xi)*f(xm) EVP EAP
4.032 4.035 4.0335 -0.035894075 0.032920758 -0.001555127 5.582E-05 0.001680655 100
4.0335 4.035 4.03425 -0.001555127 0.032920758 0.015665642 -2.4362E-05 -0.016913306 0.018590816
4.0335 4.03425 4.033875 -0.001555127 0.015665642 0.007050971 -1.0965E-05 -0.007616326 -0.009296272
4.0335 4.033875 4.0336875 -0.001555127 0.007050971 0.002746852 -4.2717E-06 -0.002967836 -0.004648352
4.0335 4.0336875 4.03359375 -0.001555127 0.002746852 0.000595595 -9.2623E-07 -0.000643591 -0.00232423
Errores
porcentuales
MÉTODO DE BISECCIÓN
Iteración Xi Xs f(xi) f(Xs) Xm f(Xm) e(%) e*(%)
1 0 1 1 -0.63212056 0.5 0.10653066 11.84
2 0.5 1 0.10653066 -0.63212056 0.75 -0.27763345 32.24 33.33
3 0.5 0.75 0.10653066 -0.27763345 0.625 -0.08973857 10.2 20.00
4 0.5 0.625 0.10653066 -0.08973857 0.5625 0.00728282 0.82 11.11
5 0.5625 0.625 0.00728282 -0.08973857 0.59375 -0.04149755 4.69 5.26
6 0.5625 0.59375 0.00728282 -0.04149755 0.578125 -0.01717584 1.94 2.70
7 0.5625 0.578125 0.00728282 -0.01717584 0.5703125 -0.00496376 0.56 1.37
8 0.5625 0.5703125 0.00728282 -0.00496376 0.56640625 0.0011552 0.13 0.69
9 0.56640625 0.5703125 0.0011552 -0.00496376 0.56835938 -0.00190536 0.21 0.34
10 0.56640625 0.56835938 0.0011552 -0.00190536 0.56738281 -0.00037535 0.04 0.17
11 0.56640625 0.56738281 0.0011552 -0.00037535 0.56689453 0.00038986 0.04 0.09
12 0.56689453 0.56738281 0.00038986 -0.00037535 0.56713867 7.2379E-06 0 0.04
13 0.56713867 0.56738281 7.2379E-06 -0.00037535 0.56726074 -0.00018406 0.02 0.02
14 0.56713867 0.56726074 7.2379E-06 -0.00018406 0.56719971 -8.8412E-05 0.01 0.01
Intervalos Función Raiz media
Valor Verdadero = 0.567143
xe)x(f x
−= −

Metodos cerrados

  • 1.
  • 2.
  • 3.
  • 4.
    ECUACIONES ALGEBRAICAS Solución deuna ecuación algebraica de primer grado es solu Solución de una ecuación algebraica de segundo grado
  • 5.
    BÚSQUEDA DE UNARAÍZ Bisección Regla falsa Punto fijo Newton Raph Secante
  • 6.
    MÉTODOS GRÁFICOS Como auxiliaresen la comprensión visual de los métodos numéricos tantos cerrados como abiertos, para identificar el número de posibles raíces y la identificación de casos en los que los métodos abiertos no funcionan.
  • 7.
  • 8.
    MÉTODO GRÁFICO 6 -20.00703829 7-17.22829497 8 -14.5184856 9 -11.85485498 10 -9.223669786 11 -6.616150856 12 -4.026424157 13 -1.450410968 14 1.114809293 15 3.671382873 16 6.220922349 17 8.76466279 18 11.30356612 19 13.83839265 20 16.3697513 21 18.89813548 0 5 10 15 20 25 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30
  • 9.
    MÉTODO DE BISECCIÓN 1.Consiste en considerar un intervalo (xi, xs) en el que se garantice que la función tiene raíz. 2. El segmento se bisecta, tomando el punto de bisección xm como aproximación de la raíz buscada. 3. Se identifica luego en cuál de los dos intervalos está la raíz. 4. El proceso se repite n veces, hasta que el punto de bisección xm, coincide prácticamente con el valor exacto de la raíz.
  • 10.
  • 11.
    PASO 2. La fórmulade recurrencia para el método de bisección es el promedio de los valores inferior y superior de los extremos del intervalo: m i s r x x x 2 + =
  • 12.
    PASO 2. (CONTINUA) xixsxr f(x) x f(xi) f(xs) f(xr) 2 si m xx x + =
  • 13.
    PASO 3. Realizar lassiguientes evaluaciones para determinar en cual de los dos intervalos esta la raiz: 1. Si f(xi)*f(xm)>0 entonces la raiz esta en el subintervalo inferior. Por lo tanto xi=xm; f(xi)=f(xm) y continua paso 2. 2. Si f(xi)*f(xm)<0 entonces la riaz esta en el subintervalo superior. Por lo tanto xs=xm; f(xs)=f(xm) y continua paso 2.
  • 14.
    1. El procesose repite n veces, hasta que el punto de bisección xm, coincide prácticamente con el valor exacto de la raíz. PASO 4.
  • 15.
    Intervalos Función Evaluada Raíz media Condiciones MÉTODODE BISECCIÓN 4.03356779 xi xs xm f(xi) f(xs) f(xm) f(xi)*f(xm) EVP EAP 4.032 4.035 4.0335 -0.035894075 0.032920758 -0.001555127 5.582E-05 0.001680655 100 4.0335 4.035 4.03425 -0.001555127 0.032920758 0.015665642 -2.4362E-05 -0.016913306 0.018590816 4.0335 4.03425 4.033875 -0.001555127 0.015665642 0.007050971 -1.0965E-05 -0.007616326 -0.009296272 4.0335 4.033875 4.0336875 -0.001555127 0.007050971 0.002746852 -4.2717E-06 -0.002967836 -0.004648352 4.0335 4.0336875 4.03359375 -0.001555127 0.002746852 0.000595595 -9.2623E-07 -0.000643591 -0.00232423 Errores porcentuales
  • 16.
    MÉTODO DE BISECCIÓN IteraciónXi Xs f(xi) f(Xs) Xm f(Xm) e(%) e*(%) 1 0 1 1 -0.63212056 0.5 0.10653066 11.84 2 0.5 1 0.10653066 -0.63212056 0.75 -0.27763345 32.24 33.33 3 0.5 0.75 0.10653066 -0.27763345 0.625 -0.08973857 10.2 20.00 4 0.5 0.625 0.10653066 -0.08973857 0.5625 0.00728282 0.82 11.11 5 0.5625 0.625 0.00728282 -0.08973857 0.59375 -0.04149755 4.69 5.26 6 0.5625 0.59375 0.00728282 -0.04149755 0.578125 -0.01717584 1.94 2.70 7 0.5625 0.578125 0.00728282 -0.01717584 0.5703125 -0.00496376 0.56 1.37 8 0.5625 0.5703125 0.00728282 -0.00496376 0.56640625 0.0011552 0.13 0.69 9 0.56640625 0.5703125 0.0011552 -0.00496376 0.56835938 -0.00190536 0.21 0.34 10 0.56640625 0.56835938 0.0011552 -0.00190536 0.56738281 -0.00037535 0.04 0.17 11 0.56640625 0.56738281 0.0011552 -0.00037535 0.56689453 0.00038986 0.04 0.09 12 0.56689453 0.56738281 0.00038986 -0.00037535 0.56713867 7.2379E-06 0 0.04 13 0.56713867 0.56738281 7.2379E-06 -0.00037535 0.56726074 -0.00018406 0.02 0.02 14 0.56713867 0.56726074 7.2379E-06 -0.00018406 0.56719971 -8.8412E-05 0.01 0.01 Intervalos Función Raiz media Valor Verdadero = 0.567143 xe)x(f x −= −

Notas del editor

  • #2 &amp;lt;number&amp;gt;
  • #4 &amp;lt;number&amp;gt; Definición Raíz de una ecuación (o cero de una ecuación) es el valor de la variable para el cual la función se anula.
  • #5 &amp;lt;number&amp;gt; Ecuaciones algebraicas Generalmente las que se pueden expresar a través de polinomios
  • #7 &amp;lt;number&amp;gt; Métodos gráficos Como auxiliares en la comprensión visual de los métodos numéricos tantos cerrados como abiertos, para identificar el número de posibles raíces y la identificación de casos en los que los métodos abiertos no funcionan.