UTILS.
100% w przeglądarce
🎯

Wyszukiwarka pierwiastków metodą Newtona

Znajdź pierwiastek f(x)=0 iteracją Newtona–Raphsona od punktu startowego, pokazując każdą iterację, residuum f(xₖ) i ścieżkę zbieżności.

Wpisz f(x), używając x jako zmiennej, oraz punkt startowy. Pochodna jest obliczana numerycznie.

O tym narzędziu

Wyszukiwarka pierwiastków metodą Newtona to darmowy kalkulator działający w przeglądarce, który rozwiązuje f(x) = 0 numerycznie za pomocą iteracji Newtona–Raphsona x_{k+1} = x_k − f(x_k)/f′(x_k). Startując od wartości początkowej x₀, każdy krok podąża wzdłuż stycznej w bieżącym punkcie w dół do miejsca, gdzie przecina ona oś x, a to przecięcie staje się kolejnym oszacowaniem. Pochodna f′ jest wyznaczana numerycznie różnicą symetryczną, więc każde wpisane wyrażenie — wielomiany, pierwiastki, funkcje trygonometryczne, wykładnicze, logarytmy — działa bez podawania pochodnej.

Wszystko działa lokalnie w Twojej przeglądarce z małym parserem wyrażeń, więc nic z tego, co wpisujesz, nie jest przesyłane. Wpisz f(x), używając x jako zmiennej (na przykład x^2 - 2, cos(x) - x lub exp(x) - 3*x), ustaw punkt startowy i opcjonalnie dostosuj tolerancję oraz maksymalną liczbę iteracji. Narzędzie iteruje, aż wielkość kroku |x_{k+1} − x_k| lub residuum |f(x_k)| spadnie poniżej tolerancji albo do osiągnięcia limitu iteracji, i zatrzymuje się bezpiecznie, jeśli pochodna staje się płaska (bliska zeru), aby nigdy nie zwrócić fałszywej liczby.

Panel wyników podaje znaleziony pierwiastek, residuum f(pierwiastek) w tym pierwiastku oraz liczbę potrzebnych iteracji, obok pełnej tabeli iteracji wymieniającej k, x_k, f(x_k) i błąd na każdym kroku. Metoda Newtona zbiega kwadratowo w pobliżu pojedynczego pierwiastka — liczba poprawnych cyfr mniej więcej podwaja się na każdym kroku — dlatego x² − 2 od x₀ = 1.5 trafia √2 ≈ 1.414214 w zaledwie kilku iteracjach.

Najczęściej zadawane pytania

Jaki jest wzór metody Newtona?
To iteracja x_{k+1} = x_k − f(x_k)/f′(x_k). Geometrycznie każdy krok podąża wzdłuż stycznej w x_k do miejsca, gdzie spotyka ona oś x. Powtarzana od dobrego punktu startowego szybko zbiega do pierwiastka f(x) = 0.
Jak obliczana jest pochodna?
Numerycznie, różnicą symetryczną (centralną) f′(x) ≈ (f(x+h) − f(x−h)) / (2h) przy małym h skalowanym do x. Oznacza to, że wpisujesz tylko f(x) — bez potrzeby wpisywania pochodnej — i każda obsługiwana funkcja działa.
Dlaczego nie udało się osiągnąć zbieżności?
Metoda Newtona może zawieść, jeśli punkt startowy jest zły, jeśli iteracja trafia tam, gdzie f′(x) ≈ 0 (płaska styczna), lub jeśli funkcja nie ma w pobliżu rzeczywistego pierwiastka. Spróbuj innego punktu startowego bliżej spodziewanego pierwiastka lub zwiększ maksymalną liczbę iteracji.
Co kontrolują tolerancja i maksymalna liczba iteracji?
Tolerancja to próg zatrzymania: iteracja kończy się, gdy wielkość kroku lub |f(x_k)| spadnie poniżej niej (domyślnie 1e-10). Maksymalna liczba iteracji ogranicza pętlę, aby zawsze się zakończyła; domyślnie 50 i jest ograniczona do 200.

Więcej narzędzi