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Zero de função – Método de Iteração Linear Josuel Kruppa Rogenski jkrogenski@ufu.br Instituto de Matemática e Estat́ıstica Universidade Federal de Uberlândia Zero de função - Método de Iteração Linear Considere o problema de encontrarmos x̄ que satisfaça a equação f (x) = 0. É posśıvel reescrever f (x) = 0 como x = ϕ(x), de maneira que x̄ é solução de ambas as equações. Para qualquer função ϕ(x), a solução da equação acima é denominada de ponto fixo de ϕ(x). Zero de função - Método de Iteração Linear Existem muitas formas de expressarmos a equação original. Vejamos alguns exemplos para a equação f (x) = x2 − x − 2 = 0. x = x2 − 2 x = 1 + 2 x x = √ x + 2 x = x − x2−x−2 m ,m ̸= 0 A reescrita da equação original como x = ϕ(x) motiva o seu uso de uma forma iterativa, em que xk+1 = ϕ(xk), k = 0, 1, 2, . . . Zero de função - Método de Iteração Linear Sabemos que, para a equação do segundo grau x2 − x − 2 = 0, temos duas ráızes: x̄1 = 2 e x̄2 = −1. Por exemplo, ao se buscar a raiz x̄ = 2 considerando o processo iterativo xk+1 = x2k − 2 e tendo como aproximação inicial o valor x0 = 2, 5, observa-se que: k xk xk+1 = x2k − 2 0 2,5 4,25 1 4,25 16,0625 2 16,0625 256,00390625 O método iterativo gera uma sequência de valores divergente. A escolha da função ϕ dessa forma não produz método iterativo con- vergente. Zero de função - Método de Iteração Linear Sabemos que, para a equação do segundo grau x2 − x − 2 = 0, temos duas ráızes: x̄1 = 2 e x̄2 = −1. Tome agora, como exemplo, o processo iterativo xk+1 = √ xk + 2 sob a mesma condição inicial x0 = 2, 5. k xk xk+1 = √ xk + 2 0 2,50000 2,12132 1 2,12132 2,03010 2 2,03010 2,00751 3 2,00751 2,00188 4 2,00188 2,00047 A sequência numérica gerada converge à x̄ = 2. Zero de função - Método de Iteração Linear Teorema: Considere x̄ solução de f (x) = 0, isolada em um intervalo I = (a, b). Seja ϕ(x) uma função iteração de f (x). Sendo: ϕ′ cont́ınua em I, |ϕ′(x)| ≤ M