miércoles, 13 de mayo de 2009

Metodo de punto fijo

Un punto fijo de una función $ g$, es un número $ p$ tal que $ g(p)=p$. El problema de encontrar las soluciones de una ecuación $ f(x)=0$ y el de encontrar los puntos fijos de una función $ h(x)$ son equivalentes en el siguiente sentido: dado el problema de encontar las soluciones de una ecuación $ f(x)=0$, podemos definir una función $ g$ con un punto fijo $ p$ de muchas formas; por ejemplo, $ f(x)=x - g(x)$. En forma inversa, si la función $ g$ tiene un punto fijo en $ p$, entonces la función definida por $ f(x)=x - g(x)$ posee un cero en $ p$.

El método de punto fijo inicia con una aproximación inicial $ x_0$ y $ x_{i+1} = g(x_i)$ genera una sucesión de aproximaciones la cual converge a la solución de la ecuación $ f(x)=0$. A la función $ g$ se le conoce como función iteradora. Se puede demostrar que dicha sucesión $ \langle x_n \rangle$ converge siempre y cuando $ x^3+4x^2-10=0$ dentro del intervalo $ [1,2]$.

Lo primero es buscar una función $ g(x)$ adecuada


$\displaystyle x^3 + 4x^2 - 10$ $\displaystyle =$ 0
$\displaystyle x^2 \left(x + 4 \right)$ $\displaystyle =$ $\displaystyle 10$
$\displaystyle x$ $\displaystyle =$ $\displaystyle \pm \sqrt{\frac{10}{x+4}}$

Y claramente elegimos como función iteradora a

$\displaystyle g(x) = \sqrt{\frac{10}{x+4}} $

además observe que

$ x \in [1,2]$, lo cual garantiza que la sucesión que vamos a construir va a ser convergente.

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