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Metodo delle tangenti - Wikipedia

Metodo delle tangenti

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

In matematica e più specificamente in analisi numerica, il metodo delle tangenti, chiamato anche metodo di Newton o metodo di Newton-Raphson, è uno dei metodi per il calcolo approssimato di una soluzione di un'equazione della forma \,f(x)=0\,. Esso si applica dopo avere determinato un intervallo \,[a,b]\, che contiene una sola radice.

Esempio di applicazione del metodo delle tangenti
Esempio di applicazione del metodo delle tangenti

Il metodo consiste nel sostituire alla curva \,y=f(x)\, la tangente in uno dei due punti che hanno come ascissa gli estremi dell'intervallo \,[a,b]\, e assumere, come valore approssimato della radice, l'ascissa \,x_t\, del punto in cui la tangente interseca l'asse delle x internamente all'intervallo \,[a,b]\,.

Supponiamo che nell'intervallo \,[a,b]\, la funzione e le sue derivate prima e seconda esistano e siano continue e che la derivata prima e seconda siano diverse da zero.

Conviene tracciare la tangente nell'estremo dell'intervallo in cui la funzione e la sua derivata seconda hanno lo stesso segno; nell'esempio della figura nel punto di ascissa a.

L'equazione della tangente nel punto di ascissa a risulta y-f(a)=\frac{df(a)}{dx}\cdot(x-a) quindi ponendo y=0 x_0=a-\frac{f(a)}{\frac{df(a)}{dx}}.

Abbiamo determinato il nuovo intervallo \,[x_0,b]\, contenente la radice che stiamo cercando. Ripetendo il procedimento per \,x_0\, otteniamo una nuova approssimazione della radice (intersezione della seconda tangente con l'asse delle x)

x_1 = x_0-\frac{f(x_0)}{\frac{df(x_0)}{dx_0}} .

Procedendo in modo iterativo si ottiene la relazione di ricorrenza

x_{n+1}=x_n-\frac{f(x_n)}{\frac{df(x_n)}{dx_n}}

che permette di determinare successive approssimazioni della radice dell'equazione \,y=f(x)=0\, . Con le ipotesi poste, si dimostra che la successione delle \,x_n\, converge alla radice.

Nella pratica, fissata la tolleranza di approssimazione consentita τ, il procedimento iterativo si fa terminare quando \left| x_{n+1}-x_n \right| < \tau .

[modifica] Voci correlate

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