Quando aplicado o Método de Newton-Raphson para encontrar a raiz aproximada da função 2x²+sen(x) - 10 e usarmos como valor Xo=3,000 qual valor encontrado para a raiz com erro E menor igual 0,010 .Use três casas decimais nos cálculos.
-1,872
3,039
0,567
2,140
1,809
Olá, Ronaldo Barbosa!
O método de Newton-Raphson é um método iterativo para a determinação de raízes de funções, cuja fórmula característica é:
xn+1 = xn - [f(xn)/f'(xn)] EQ (01)
Cuja estimativa de erro é: E = |xn+1 - xn|
Considerando que:
f(x) = 2x^2 + sin(x) - 10 EQ (02)
Então, aplicando a derivada em relação a x, fica:
f(x) = 2x^2 + sin(x) - 10 =>
=> f'(x) = 2*(2x) + cos(x) - 0 => f'(x) = 2*(2x) + cos(x) - 0 => f'(x) = 4x + cos(x) EQ (03)
Substituindo as EQs (02) e (03) na EQ (01), temos:
xn+1 = xn - [f(xn)/f'(xn)] => xn+1 = xn - [(2x^2 + sin(x) - 10)/(4x + cos(x))] =>
xn+1 = xn - [(2xn2 + sin(xn) - 10)/(4xn + cos(xn))] EQ (04)
Para n=0 e chute inicial para a raiz é x0 = 3,000, a EQ (04) fica:
xn+1 = xn - [(2xn2 + sin(xn) - 10)/(4xn + cos(xn))] => x1 = x0 - [(2x02 + sin(x0) - 10)/(4x0 + cos(x0))] =>
x1 = 3,000 - [(2*(3,000)2 + sin(3,000) - 10)/(4*(3,000) + cos(3,000))] => x1 = 2,37328
Logo, o erro será:
En+1 = |xn+1 - xn| => E1 = |x1 - x0| => E1 = |2,37328 - 3,000| = |-0,6762| = 0,6762 => E1 = 0,6762 > 0,010
Realizando outras iterações, temos:
x0 = 3,000
x1 = 2,37238 => E1 = 0,6762 > 0,010
x2 = 2,26057 => E2 = 0,1118 > 0,010
x3 = 2,14259 => E3 = 0,1180 > 0,010
x4 = 2,13981 => E4 = 0,0028 < 0,010 !!!
x5 = 2,13981
A solução aproximada da função, que corresponde à raiz desta função, determinada pelo método de Newton-Raphson, com erro menor que 0,010 é:
x = 2,140
Observação: Cuidado quando for resolver problemas e exercícios matemáticos que apresentem funções (ou termos da função) trigonométricos, tais como seno, cosseno, tangente, etc. A calculadora científica deve ser operada de acordo com a unidade (graus, ou radianos). Neste caso, operacionamos com radianos!
Bons estudos!!
=D