As raízes de podem ser determinadas usando o MPF
Considerando os processo iterativos:
a)
b)
Usando o critério de convergência do método do ponto fixo, analise os processos interativos dados e verifique qual deles possui convergência para as raízes da equação e, a partir de uma solução inicial dada, determine as raízes.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para encontrar as raízes da função usando o Método do Ponto Fixo (MPF). Para isso, temos duas fórmulas iterativas:
a)
b)
Vamos analisar qual dessas fórmulas converge para uma raiz da equação e, depois, calcular a raiz começando de um valor inicial.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é o Método do Ponto Fixo. Esse método busca encontrar um valor que satisfaça . Para que o método converja para uma solução, a função precisa atender a certos critérios de convergência.
Um dos principais critérios é que a derivada de em valor absoluto seja menor que 1 no ponto fixo. Ou seja, .
Vamos aplicar isso às duas fórmulas:
Para a fórmula a):
Calculando a derivada:
Para que :
Então, se , essa condição é satisfeita.
Para a fórmula b):
Calculando a derivada:
Para que :
Então, se , essa condição é satisfeita.
Agora, precisamos escolher um intervalo onde ambas as fórmulas possam ser aplicadas e verificar qual delas realmente converge para a raiz.
Passo 3
Vamos escolher um valor inicial que satisfaça as condições de convergência para as fórmulas:
Para a fórmula a),
Para a fórmula b),
Um bom valor inicial que satisfaz ambas é .
Vamos começar aplicando as duas fórmulas para ver qual delas tende a convergir.
Aplicando a fórmula a):
Observamos que os valores estão aumentando, saindo do intervalo onde . Isso indica que a fórmula a) não está convergindo.
Aplicando a fórmula b):
Vemos que os valores estão se estabilizando em torno de 0.159, indicando que a fórmula b) está convergindo para uma raiz.
Resposta
A fórmula que converge para a raiz da equação é a fórmula b): . A raiz aproximada encontrada, partindo de , é .