Regula Falsi
Das
Regula-Falsi-Verfahren (lat. "Regel des falschen Ansatzes") ist eine Methode zum numerischen Berechnen von
Nullstellen. Es kombiniert Methoden vom
Sekantenverfahren und der
Bisektion.
Das Verfahren (Primitivform)
Visualisierung der Regula falsi
Das Regula-falsi-Verfahren startet mit zwei Stellen (in der Nähe der
Nullstelle)
a0 und
b0 deren Funktionsauswertungen
f(a0),
f(b0) unterschiedliches Vorzeichen haben. In dem
Intervall [a,b] sollte sich (für stetiges
f) also eine
Nullstelle befinden. Nun verkleinert man in mehreren Iterationschritten das
Intervall und bekommt so eine immer genauere Näherung für die
Nullstelle.
Iterationsvorschrift
In Schritt k berechnet man
- ck=ak−1−f(bk−1)−f(ak−1)bk−1−ak−1f(ak−1)
Nun wählt man
ak,bk folgendermaßen:
- ak=ck, bk=bk−1 falls f(ak−1) und f(ck) gleiches Vorzeichen haben
- ak=ak−1, bk=ck falls f(bk−1) und f(ck) gleiches Vorzeichen haben
Bemerkungen
- Die Berechnung des ck entspricht dem Anwenden des Sekantenverfahrens mit einer Iteration im (k−1)-ten Intervall. Im Gegensatz zum Sekantenverfahren befindet sich in diesem Intervall aber stets eine Nullstelle.
- Geometrisch kann man ck als die Nullstelle der Sekante durch (ak−1,f(ak−1)) und (bk−1,f(bk−1)) deuten.
- ck liegt natürlich immer im Intervall [ak−1,bk−1].
Die Mathematik als Fachgebiet ist so ernst, daß man keine Gelegenheit versäumen sollte, dieses Fachgebiet unterhaltsamer zu gestalten.
Blaise Pascal
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