Enunciado

Nestes exercícios, dê as respostas com tantas casas decimais quantas forem permitidas por seu recurso computacional, mas siga o procedimento delineado na caixa Domínio da Tecnologia à página 298 .

A equação dada tem uma solução real. Aproxime-a pela Método de Newton.

x 5 - 3 x + 3 = 0

Passo 1

Vamos lá aplicar o método de Newton, para isso vamos usar sua fórmula:

x n + 1 = x n - f x n f ' x n

Vamos precisar de f ' x , vamos calcular então!!

Passo 2

Para achar a derivada de f vamos usar duas regras de derivação, o da função constante e do polinômio:

c ' = 0

x n ' = n x n - 1

Vamos calcular f ' x :

f ' x = x 5 - 3 x + 3 ' = 5 x 5 - 1 - 3 + 0 = 5 x 4 - 3

Passo 3

Pronto, agora que temos f ' x é só jogar na fórmula de Newton:

x n + 1 = x n - f x n f ' x n → x n + 1 = x n - x n 5 - 3 x n + 3 5 x n 4 - 3

Vamos agora analisar qual valor usar para x 1 , vamos usar x 1 = - 1 , 5 , pronto, agora é só substituir, vamos lá então:

x 1 + 1 = x 2 = x 1 - x 1 5 - 3 x 1 + 3 5 x 1 4 - 3 = - 1,5 - - 1,5 5 - 3 ⋅ - 1,5 + 3 5 ⋅ - 1,5 4 - 3 ≈ - 1 , 4957983193

Vamos continuar usando o método de Newton até o valor de x n deixar de variar, vamos lá:

x 2 + 1 = x 3 = x 2 - x 2 5 - 3 x 2 + 3 5 x 2 4 - 3 =

= - 1,4957983193 - - 1,4957983193 5 - 3 ⋅ - 1,4957983193 + 3 5 ⋅ - 1,4957983193 4 - 3 ≈ - 1,4957 713489

Mais uma vez, agora com x 4 :

x 3 + 1 = x 4 = x 3 - x 3 5 - 3 x 3 + 3 5 x 3 4 - 3 =

= - 1,4957713489 - - 1,4957713489 5 - 3 ⋅ - 1,4957713489 + 3 5 ⋅ - 1,4957713489 4 - 3 ≈ - 1,495771 3478

Vamos lá, uma hora acaba, agora x 5 :

x 4 + 1 = x 5 = x 4 - x 4 5 - 3 x 4 + 3 5 x 4 4 - 3 =

= - 1,4957713478 - - 1,4957713478 5 - 3 ⋅ - 1,4957713478 + 3 5 ⋅ - 1,4957713478 4 - 3 ≈ - 1,4957713478

Vamos achar x 6 :

x 5 + 1 = x 6 = x 5 - x 5 5 - 3 x 5 + 3 5 x 5 4 - 3 =

= - 1,4957713478 - - 1,4957713478 5 - 3 ⋅ - 1,4957713478 + 3 5 ⋅ - 1,4957713478 4 - 3 ≈ - 1,4957713478

Pronto, o valor não varia mais, então a raiz é - 1,4957713478 .

Resposta

A raiz é - 1,4957713478 .

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