Hoja de actividades de la lección: El método de Newton-Raphson Matemáticas

En esta hoja de actividades, vamos a practicar cómo usar el método de Newton-Raphson para aproximar la solución de ecuaciones de la forma f (x) = 0

P1:

El diagrama muestra la gráfica de la ecuación 𝑦=𝑓(𝑥), donde 𝑓(𝑥)=0.7𝑥+𝑥+𝑥2𝑥1. La función tiene una raíz 𝛼 en el intervalo [1,0]. ¿Cuáles de los puntos de la gráfica son las primeras aproximaciones apropiadas de 𝛼 al aplicar el método de Newton-Raphson a 𝑓(𝑥)?

  • ASolo 𝐵, 𝐶 y 𝐷
  • BSolo 𝐴 y 𝐵
  • CSolo𝐴,𝐵 y𝐶
  • DSolo 𝐷 y 𝐸
  • ECualquiera de los puntos es apropiado.

P2:

Sabiendo que 𝑓(𝑥)=𝑥3(2𝑥)cosec y que una raíz 𝑓(𝑥)=0 denotada por 𝛼 está en el intervalo [3.7,3.4], halla la segunda aproximación a 𝛼 dada una primera aproximación 𝑥=3.5.

P3:

Considera 𝑓(𝑥)=2𝑥+𝑥+4𝑥6. Supongamos que hay una raíz de 𝑓(𝑥)=0 en el intervalo [0.7,0.9]. Tomando𝑥=0.8 como una primera aproximación, aplica el método de Newton-Raphson una vez a 𝑓(𝑥) para obtener una segunda aproximación. Da la respuesta con 3 cifras decimales.

P4:

Considera 𝑓(𝑥)=𝑥𝑒2. Toma la primera aproximación 1.4 a la raíz de 𝑓(𝑥)=0 en el intervalo [1.3,1.5] y aplica el método de Newton-Raphson una vez para hallar una segunda aproximación. Da la respuesta con 3 cifras decimales.

P5:

Sea 𝑓(𝑥)=2𝑥7𝑒. Si aplicamos el método de Newton-Raphson para hallar la solución a 𝑓(𝑥)=0 tomando 𝑥=1.1 como una primera aproximación, ¿cuánto valdrá 𝑥 con 3 cifras decimales?

P6:

Considera 𝑓(𝑥)=𝑥(𝑥)3𝑥+2sen. Toma una primera aproximación de 4 a la raíz 𝛼 de 𝑓(𝑥)=0, donde 4.1<𝛼<3.9.

Aplica el método de Newton-Raphson una vez para hallar una segunda aproximación, y redondea la respuesta a 3 cifras decimales.

Halla una tercera aproximación, y redondea la respuesta a 3 cifras decimales.

P7:

Considera 𝑓(𝑥)=(𝑥)(𝑥)+43lntg. Tomemos una primera aproximación de 2.1 a la raíz 𝛼 de 𝑓(𝑥)=0, donde 2<𝛼<2.2.

Aplica el método de Newton-Raphson una vez para hallar una segunda aproximación. Da la respuesta con 3 cifras decimales.

Considerando el cambio de signo de 𝑓(𝑥) en un intervalo apropiado, determina si esta respuesta tiene una precisión de 3 cifras decimales.

  • ANo, no es tan exacta.
  • BSí, es así de exacta.

P8:

El diagrama muestra la gráfica de la ecuación 𝑦=𝑓(𝑥), donde 𝑓(𝑥)=𝑥+3lncos. Sabiendo que 𝛼 es una solución para 𝑓(𝑥)=0, donde 4.4<𝛼<4.6, explica por qué 𝑥=𝜋 no es una primera aproximación apropiada 𝛼 al aplicar el método de Newton-Raphson a 𝑓(𝑥).

  • APorque 𝑓(𝑥)=0 en este punto y, por lo tanto, el método de Newton-Raphson implicaría dividir por cero.
  • BPorque no está lo suficientemente cerca de 𝛼 y, por lo tanto, no convergería.
  • CPorque convergería a la raíz 𝛾, que está entre 4.9 y 5.1, en su lugar.
  • DPorque la derivada no está definida en ese punto y, por lo tanto, la iteración no estaría definida.
  • EPorque convergería a la raíz 𝛽, que está entre 1.7 y 1.9, en su lugar.

P9:

Sea 𝑓(𝑥)=𝑥(𝑥)(𝑥+1)cos. Una solución a 𝑓(𝑥)=0 se encuentra en el intervalo [4.7,5.1]. Usa 𝑥=5 como una primera aproximación a esta raíz y aplica el método de Newton-Raphson a 𝑓(𝑥) para obtener una segunda aproximación. Da la respuesta con 3 cifras decimales.

P10:

Sabiendo que 𝑓(𝑥)=𝑥+𝑥ln y que una raíz 𝛼 de 𝑓(𝑥)=0 se encuentra dentro del intervalo [0.7,0.9], responde las siguientes cuestiones.

Usa el método de Newton-Raphson con la primera aproximación 0.8 a 𝛼 para hallar una segunda aproximación. Da la respuesta con 3 cifras decimales.

Considerando el cambio de signo de 𝑓(𝑥) en un intervalo apropiado, determina si esta respuesta tiene una precisión de 3 cifras decimales.

  • ASí, tiene esta exactitud.
  • BNo, no tiene tanta exactitud.

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