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Die Funktion \( f: \mathbb{R}^{2} \rightarrow \mathbb{R}^{2} \) sei definiert durch
\( f\left(x_{1}, x_{2}\right):=\left[\begin{array}{l} x_{1}^{2}+x_{2}^{2}-2 \\ x_{1}+x_{2}-2 \end{array}\right] \)
Lösen Sie die Gleichung \( f\left(x_{1}, x_{2}\right)=(0,0) \) approximativ mittels zweier Iterationsschritte des NewtonVerfahrens mit dem Startwert \( x_{0}=(0,1) \).

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Lösung siehe oben ........

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\( f\left(x_{1}, x_{2}\right):=\left[\begin{array}{l} x_{1}^{2}+x_{2}^{2}-2 \\ x_{1}+x_{2}-2 \end{array}\right] \)

Hat die Jacobimatrix \(  J\begin{pmatrix} x\\ y \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} 2x_1 & 2y_1\\ 1 & 1 \end{pmatrix} \)

Und es geht ja nach \(  x_{n+1}=x_{n}-J(x_{n}) ^{-1}\cdot f(x_n) \)

Startwert \(  x_{0} = \begin{pmatrix} 0\\ 1 \end{pmatrix}  \)

führt zu \(  J\begin{pmatrix} 0\\ 1 \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} 0 & 2\\ 1 & 1 \end{pmatrix} \) und davon die Inverse

\(  J\begin{pmatrix} 0\\ 1 \end{pmatrix} ^{-1}=\begin{pmatrix} -0.5 & 1\\ 0.5 & 0 \end{pmatrix} \)

\( f(x_0) =  \begin{pmatrix} -1\\ -1 \end{pmatrix}  \)  Gibt also

\( x_1 =  \begin{pmatrix} 0\\ 1 \end{pmatrix}  - \begin{pmatrix} -0.5 & 1\\ 0.5 & 0 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} -1\\ -1 \end{pmatrix} =  \begin{pmatrix} 0.5\\ 1.5 \end{pmatrix} \)

Jetzt den 2. Schritt, dafür erst mal

\(  J\begin{pmatrix} 0.5\\ 1.5 \end{pmatrix} ^{-1}=\begin{pmatrix} -0.5 & 1.5\\ 0.5 & -0.5 \end{pmatrix} \)

\( x_1 =  \begin{pmatrix} 0.5\\ 1.5 \end{pmatrix}  -\begin{pmatrix} -0.5 & 1.5\\ 0.5 & -0.5 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} 0.5\\ 0 \end{pmatrix} =  \begin{pmatrix} 0.75\\ 1.25 \end{pmatrix} \)

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