UTILS.
100% у браузері
🎯

Пошук кореня методом Ньютона

Знайдіть корінь f(x)=0 ітерацією Ньютона–Рафсона від початкового наближення, показуючи кожен ітерат, залишок f(xₖ) і шлях збіжності.

Введіть f(x), використовуючи x як змінну, і початкове наближення. Похідна обчислюється чисельно.

Про цей інструмент

Пошук кореня методом Ньютона — це безкоштовний браузерний калькулятор, що розв'язує f(x) = 0 чисельно за допомогою ітерації Ньютона–Рафсона x_{k+1} = x_k − f(x_k)/f′(x_k). Починаючи з початкового значення x₀, кожен крок іде по дотичній у поточній точці вниз до перетину з віссю x, і цей перетин стає наступною оцінкою. Похідна f′ обчислюється чисельно симетричною різницею, тож будь-який введений вираз — многочлени, корені, тригонометрія, показникові, логарифми — працює без потреби вказувати похідну.

Усе виконується локально у вашому браузері невеликим парсером виразів, тож нічого з введеного вами не завантажується. Введіть f(x), використовуючи x як змінну (наприклад, x^2 - 2, cos(x) - x чи exp(x) - 3*x), задайте початкове наближення й за бажанням налаштуйте допуск і максимальну кількість ітерацій. Інструмент ітерує, доки розмір кроку |x_{k+1} − x_k| чи залишок |f(x_k)| не впаде нижче допуску, або доки не буде досягнуто межу ітерацій, і безпечно зупиняється, якщо похідна стає плоскою (близькою до нуля), тож він ніколи не повертає фіктивне число.

Панель результатів повідомляє знайдений корінь, залишок f(root) у цьому корені й скільки ітерацій знадобилося, поряд із повною таблицею ітерацій, що містить k, x_k, f(x_k) і похибку на кожному кроці. Метод Ньютона збігається квадратично поблизу простого кореня — кількість правильних цифр приблизно подвоюється щокроку — тому x² − 2 від x₀ = 1.5 влучає в √2 ≈ 1.414214 лише за кілька ітерацій.

Поширені запитання

Яка формула методу Ньютона?
Це ітерація x_{k+1} = x_k − f(x_k)/f′(x_k). Геометрично кожен крок іде по дотичній у x_k до перетину з віссю x. Повторюючись від хорошого початкового наближення, вона швидко збігається до кореня f(x) = 0.
Як обчислюється похідна?
Чисельно, симетричною (центральною) різницею f′(x) ≈ (f(x+h) − f(x−h)) / (2h) з малим h, масштабованим до x. Це означає, що ви вводите лише f(x) — без потреби вказувати похідну — і будь-яка підтримувана функція працює.
Чому вона не збіглася?
Метод Ньютона може дати збій, якщо початкове наближення погане, якщо ітерат потрапляє туди, де f′(x) ≈ 0 (плоска дотична), або якщо функція не має дійсного кореня поблизу. Спробуйте інше наближення, ближче до очікуваного кореня, або збільшіть максимум ітерацій.
Що контролюють допуск і максимум ітерацій?
Допуск — це поріг зупинки: ітерація завершується, коли розмір кроку чи |f(x_k)| падає нижче нього (за замовчуванням 1e-10). Максимум ітерацій обмежує цикл, тож він завжди завершується; за замовчуванням 50, з обмеженням до 200.

Більше інструментів