Das Newton-Verfahren

Sie muss auf jeden Fall im Bereich , also rechts vom Tiefpunkt (2|-5), liegen.

Abb.:Graph der Funktion  mit Nullstelle (rot markiert), die Nullstelle liegt ungefähr bei x = 3.

Die vorliegende Gleichung würde bei der Berechnung der Nullstelle der Funktion entstehen. Die gesuchte Lösung der Gleichung entspricht deshalb der Nullstelle der Funktion . Wir entnehmen der Zeichnung die ungefähre Lage der Nullstelle:Sie liegt in der Nähe von x = 3. Diesen Wert verwenden wir als Startwert für das Newton-Verfahren. Somit legen wir fest:

Startwert:

Auch an der Wertetabelle ist dies ersichtlich, denn nur von x = 3 zu x = 3,5 ändert sich das Vorzeichen des y-Wertes. Vergleiche dazu die Werte aus der oben gezeigten Wertetabelle:

Der zu x = 3 gehörige Funktionswert hat ein negatives Vorzeichen, der zu x = 3,5 gehörige ein positives. Unsere Funktion besitzt keine Sprungstellen;mathematisch gesagt: ist stetig. Daher muss die Nullstelle von und somit unsere gesuchte Lösung der angegebenen Gleichung zwischen x = 3 und x = 3,5 liegen. Da der Funktionswert weniger von 0 abweicht als , nehmen wir den Startwert = 3 und nicht 3,5.

Falls du noch nicht gebildet hast, ermittelst du jetzt die Ableitung , da du sie schließlich für das Newton-Verfahren brauchst. Dann kann es endlich losgehen.

(Nähere Erklärungen zum Ableiten bei Einfache Ableitungsregeln)

Hier noch einmal die Iterationsvorschrift des Newton-Verfahrens:

mit n

Mit n = 0 ergibt sich die Formel für den ersten Näherungswert :

Mit dem Startwert erhält man:

(1. Näherungswert, speichern unter A)

Tastenfolge zum Zwischenspeichern: (noch im Taschenrechner)

Es erscheint im Display des Taschenrechners:

Mit n = 1 ergibt sich aus der allgemeinen Iterationsvorschrift die Formel für den zweiten Näherungswert :

Wir berechnen vorweg mit Hilfe des unter A gespeicherten Wertes von die Zwischenergebnisse und . Die Ergebnisse speichern wir unter B und C im Taschenrechner.

Berechnung von :

Hier noch einmal die Funktionsgleichung:

Tastenfolge für die Berechnung von :

Ergebnis zwischenspeichern unter B mit der Tastenfolge:

Es erscheint im Display des Taschenrechners:

Berechnung von :

Hier noch einmal die Ableitung:

Tastenfolge für die Berechnung von :

Ergebnis zwischenspeichern unter C mit der Tastenfolge:

Es erscheint im Display des Taschenrechners:

0
0
0
0