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Localizador de Raízes pelo Método de Newton

Encontre uma raiz de f(x)=0 com a iteração de Newton–Raphson a partir de um palpite inicial, mostrando cada iterado, o resíduo f(xₖ) e o caminho de convergência.

Informe f(x) usando x como variável e um palpite inicial. A derivada é calculada numericamente.

Sobre esta ferramenta

O Localizador de Raízes pelo Método de Newton é uma calculadora gratuita, executada no navegador, que resolve f(x) = 0 numericamente usando a iteração de Newton–Raphson x_{k+1} = x_k − f(x_k)/f′(x_k). Partindo de um valor semente x₀, cada passo segue a reta tangente no ponto atual até onde ela cruza o eixo x, e esse cruzamento se torna a próxima estimativa. A derivada f′ é avaliada numericamente com uma diferença simétrica, então qualquer expressão que você digite — polinômios, raízes, trigonometria, exponenciais, logaritmos — funciona sem que você forneça a derivada.

Tudo é executado localmente no seu navegador com um pequeno analisador de expressões, então nada do que você informa é enviado. Digite f(x) usando x como variável (por exemplo x^2 - 2, cos(x) - x ou exp(x) - 3*x), defina um palpite inicial e, opcionalmente, ajuste a tolerância e o número máximo de iterações. A ferramenta itera até que o tamanho do passo |x_{k+1} − x_k| ou o resíduo |f(x_k)| caia abaixo da tolerância, ou até atingir o limite de iterações, e ela para com segurança se a derivada ficar plana (próxima de zero), de modo que nunca retorna um número espúrio.

O painel de resultados relata a raiz convergida, o resíduo f(raiz) nessa raiz e quantas iterações foram necessárias, ao lado de uma tabela completa de iterações listando k, x_k, f(x_k) e o erro em cada passo. O método de Newton converge quadraticamente perto de uma raiz simples — o número de dígitos corretos aproximadamente dobra a cada passo — e é por isso que x² − 2 a partir de x₀ = 1,5 acerta √2 ≈ 1,414214 em apenas algumas iterações.

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula do método de Newton?
É a iteração x_{k+1} = x_k − f(x_k)/f′(x_k). Geometricamente, cada passo segue a reta tangente em x_k até onde ela encontra o eixo x. Repetida a partir de um bom palpite inicial, ela converge rapidamente para uma raiz de f(x) = 0.
Como a derivada é calculada?
Numericamente, com uma diferença simétrica (central) f′(x) ≈ (f(x+h) − f(x−h)) / (2h) usando um h pequeno escalado a x. Isso significa que você só informa f(x) — sem precisar digitar a derivada — e qualquer função suportada funciona.
Por que ela não conseguiu convergir?
O método de Newton pode falhar se o palpite inicial for ruim, se o iterado cair onde f′(x) ≈ 0 (uma tangente plana), ou se a função não tiver raiz real por perto. Tente uma semente diferente mais próxima de onde você espera a raiz, ou aumente o máximo de iterações.
O que a tolerância e o máximo de iterações controlam?
A tolerância é o limiar de parada: a iteração termina quando o tamanho do passo ou |f(x_k)| cai abaixo dela (padrão 1e-10). O máximo de iterações limita o laço para que ele sempre termine; o padrão é 50 e é limitado a 200.

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