El método de Newton utiliza la siguiente idea para aproximar las soluciones de f(x)=0. Trazando un gráfico de f, podemos estimar una raíz de f(x)=0. Llamemos a esta estimación x0. A continuación, trazamos la línea tangente a f en x0. Si f′(x0)≠0, esta línea tangente se cruza con el eje x en algún momento (x1,0). Ahora supongamos que x1 es la siguiente aproximación a la raíz real. Típicamente, x1está más cerca que x0 a una raíz real. A continuación trazamos la línea tangente a f en x1. Si f′(x1)≠0, esta línea tangente también se interseca con el eje x, produciendo otra aproximación, x2. Continuamos así, derivando una lista de aproximaciones x0,x1,x2,….Normalmente, los números x0,x1,x2,…se acercan rápidamente a una raíz real x*, como se muestra en la siguiente figura.
Gráfica de Newton
EJERCICIO
Utilice el método de neton para aproximar una raiz de f(x)=x^3-3x+1 en el intervalo [1,2]. Supongamos que x0=2 y calculemos x1, x2, x3, x4, x5.
octave:9> % Método de Newton para f(x) = x^3 - 3x + 1
f = @(x) x^3 - 3*x + 1;
f_prime = @(x) 3*x^2 - 3;
% Valor inicial
x = 2;
% Número de iteraciones deseadas
num_iter = 5;
% Encabezado
disp('Iteración x f(x)');
for i = 1:num_iter
fx = f(x);
fx_prime = f_prime(x);
% Imprimir los valores de cada iteración
fprintf('%5d %12.8f %12.8f\n', i, x, fx);
% Aplicar la fórmula de Newton
x = x - fx / fx_prime;
end
Iteración x f(x)
1 2.00000000 3.00000000
2 1.66666667 0.62962963
3 1.54861111 0.06804022
4 1.53239016 0.00121814
5 1.53208899 0.00000042