Rekurzív sorozatok. SZTE Bolyai Intézet nemeth. Rekurzív sorozatok p.1/26

Hasonló dokumentumok
1/1. Házi feladat. 1. Legyen p és q igaz vagy hamis matematikai kifejezés. Mutassuk meg, hogy

Számsorok. 1. Definíció. Legyen adott valós számoknak egy (a n ) n=1 = (a 1, a 2,..., a n,...) végtelen sorozata. Az. a n

Kalkulus I. NÉV: Határozzuk meg a következő határértékeket: 8pt

Matematika I. NÉV:... FELADATOK: 2. Határozzuk meg az f(x) = 2x 3 + 2x 2 2x + 1 függvény szélsőértékeit a [ 2, 2] halmazon.

Numerikus módszerek 1.

Matematika I. NÉV:... FELADATOK:

8n 5 n, Értelmezési tartomány, tengelymetszetek, paritás. (ii) Határérték. (iii) Első derivált, monotonitás,

MATEMATIKA 2. dolgozat megoldása (A csoport)

A fontosabb definíciók

n 2 2n), (ii) lim Értelmezési tartomány, tengelymetszetek, paritás. (ii) Határérték. (iii) Első derivált, monotonitás, (ii) 3 t 2 2t dt,

Numerikus módszerek 1.

Gyakorló feladatok az II. konzultáció anyagához

Kalkulus I. gyakorlat Fizika BSc I/1.

minden x D esetén, akkor x 0 -at a függvény maximumhelyének mondjuk, f(x 0 )-at pedig az (abszolút) maximumértékének.

Analízis II. Analízis II. Beugrók. Készítette: Szánthó József. kiezafiu kukac gmail.com. 2009/ félév

Alapfogalmak, valós számok Sorozatok, határérték Függvények határértéke, folytonosság A differenciálszámítás Függvénydiszkusszió Otthoni munka

Sorozatok, sorozatok konvergenciája

Molnár Bence. 1.Tétel: Intervallumon értelmezett folytonos függvény értékkészlete intervallum. 0,ami ellentmondás uis. f (x n ) f (y n ) ε > 0

Komplex számok. A komplex számok algebrai alakja

Értelmezési tartomány, tengelymetszetek, paritás. (ii) Határérték. (iii) Első derivált, monotonitás, x x 2 dx = arctg x + C = arcctgx + C,

Valós függvények tulajdonságai és határérték-számítása

I. feladatsor i i i i 5i i i 0 6 6i. 3 5i i

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

Matematika A1a - Analízis elméleti kérdései

A L Hospital-szabály, elaszticitás, monotonitás, konvexitás

Ellenőrző kérdések a Matematika I. tantárgy elméleti részéhez, 2. rész

A sorozat fogalma. függvényeket sorozatoknak nevezzük. Amennyiben az értékkészlet. az értékkészlet a komplex számok halmaza, akkor komplex

f(x) vagy f(x) a (x x 0 )-t használjuk. lim melyekre Mivel itt ɛ > 0 tetszőlegesen kicsi, így a a = 0, a = a, ami ellentmondás, bizonyítva

Analízis I. zárthelyi dolgozat javítókulcs, Informatika I okt. 19. A csoport

Sorozatok, sorok, függvények határértéke és folytonossága Leindler Schipp - Analízis I. könyve + jegyzetek, kidolgozások alapján

Sorozatok határértéke SOROZAT FOGALMA, MEGADÁSA, ÁBRÁZOLÁSA; KORLÁTOS ÉS MONOTON SOROZATOK

2012. október 2 és 4. Dr. Vincze Szilvia

Sorozatok és Sorozatok és / 18

f(x) a (x x 0 )-t használjuk.

1. Számsorok, hatványsorok, Taylor-sor, Fourier-sor

1. Házi feladat. Határidő: I. Legyen f : R R, f(x) = x 2, valamint. d : R + 0 R+ 0

Metrikus terek, többváltozós függvények

Megoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1

A Matematika I. előadás részletes tematikája

EGYVÁLTOZÓS FÜGGVÉNYEK FOLYTONOSSÁGA ÉS HATÁRÉRTÉKE

Függvény határérték összefoglalás

A végtelen a matematikában Dr. Németh József egyetemi docens SZTE TTIK Bolyai Intézet.

10. Előadás. 1. Feltétel nélküli optimalizálás: Az eljárás alapjai

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

Kurzusinformáció. Analízis II, PMB1106

Függvények csoportosítása, függvénytranszformációk

Analízis I. beugró vizsgakérdések

Analízis házi feladatok

FELVÉTELI VIZSGA, július 17.

1. Határozza meg az alábbi határértéket! A válaszát indokolja!

HÁZI FELADATOK. 1. félév. 1. konferencia A lineáris algebra alapjai

Függvényhatárérték és folytonosság

n n (n n ), lim ln(2 + 3e x ) x 3 + 2x 2e x e x + 1, sin x 1 cos x, lim e x2 1 + x 2 lim sin x 1 )

Sorozatok I. Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma)

SZTE TTIK Bolyai Intézet

Differenciálegyenletek numerikus megoldása

Fraktálok. Kontrakciók Affin leképezések. Czirbusz Sándor ELTE IK, Komputeralgebra Tanszék. TARTALOMJEGYZÉK Kontrakciók Affin transzformációk

MATE-INFO UBB verseny, március 25. MATEMATIKA írásbeli vizsga

Sorozatok. 5. előadás. Farkas István. DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék. Sorozatok p. 1/2

Matematika A1a Analízis

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

Függvények folytonosságával kapcsolatos tételek és ellenpéldák

FELVÉTELI VIZSGA, szeptember 12.

Régebbi Matek B1 és A1 zh-k. deriválás alapjaival kapcsolatos feladatai. n )

Integr alsz am ıt as. 1. r esz aprilis 12.

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

1. Folytonosság. 1. (A) Igaz-e, hogy ha D(f) = R, f folytonos és periodikus, akkor f korlátos és van maximuma és minimuma?

Matematika I. Vektorok, egyenesek, síkok

Integrálszámítás. a Matematika A1a-Analízis nevű tárgyhoz november

Kalkulus I. gyakorlat, megoldásvázlatok

Figyelem, próbálja önállóan megoldani, csak ellenőrzésre használja a következő oldalak megoldásait!

1. Analizis (A1) gyakorló feladatok megoldása

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások. alapfüggvény (ábrán: fekete)

Folytonos görbék Hausdorff-metrika Mégegyszer a sztringtérről FRAKTÁLGEOMETRIA. Metrikus terek, Hausdorff-mérték. Czirbusz Sándor

Függvények határértéke és folytonosság

Analízis előadás és gyakorlat vázlat

konvergensek-e. Amennyiben igen, számítsa ki határértéküket!

A Newton-Raphson iteráció kezdeti értéktől való érzékenysége

ANALÍZIS II. TÉTELBIZONYÍTÁSOK ÍRÁSBELI VIZSGÁRA

Tartalomjegyzék. Bevezetés... 7 A) Függvényegyenletek a természetes számok halmazán C) Többváltozós függvényegyenletek megoldása

Kiegészítő jegyzet a valós analízis előadásokhoz

Közepek Gauss-kompozíciója Gondolatok egy versenyfeladat kapcsán

Numerikus matematika vizsga

2010. október 12. Dr. Vincze Szilvia

2. Hogyan számíthatjuk ki két komplex szám szorzatát, ha azok a+bi alakban, illetve trigonometrikus alakban vannak megadva?

Programtervező informatikus I. évfolyam Analízis 1

NULLADIK MATEMATIKA ZÁRTHELYI

Függvény differenciálás összefoglalás

Analízis I. zárthelyi dolgozat javítókulcs, Informatika I okt. 19. A csoport

Tanmenet a évf. fakultációs csoport MATEMATIKA tantárgyának tanításához

Függvények határértéke és folytonossága

Függvények vizsgálata

Differenciál és integrálszámítás diszkréten

A gyakorlatok anyaga

FÜGGVÉNYEK TULAJDONSÁGAI, JELLEMZÉSI SZEMPONTJAI

Funkcionálanalízis. n=1. n=1. x n y n. n=1

Hatványsorok, Fourier sorok

Kalkulus MIA. Galambos Gábor JGYPK

Átírás:

Rekurzív sorozatok Németh Zoltán SZTE Bolyai Intézet www.math.u-szeged.hu/ nemeth Rekurzív sorozatok p.1/26

Miért van szükség közelítő módszerekre? Rekurzív sorozatok p.2/26

Miért van szükség közelítő módszerekre? mert a pontos formula nehézkes: x 2 x 8 = 0, x = 1± 33 2 Rekurzív sorozatok p.2/26

Miért van szükség közelítő módszerekre? mert a pontos formula nehézkes: x 2 x 8 = 0, x = 1± 33 2 mert a pontos formulát nem ismerjük: x 3 x 8 = 0, x = 3 ( ) + + 3 ( ) Rekurzív sorozatok p.2/26

Miért van szükség közelítő módszerekre? mert a pontos formula nehézkes: x 2 x 8 = 0, x = 1± 33 2 mert a pontos formulát nem ismerjük: x 3 x 8 = 0, x = 3 ( ) + + 3 ( ) mert nincs pontos formula: x 5 x 8 = 0, x =? Rekurzív sorozatok p.2/26

Miért van szükség közelítő módszerekre? mert a pontos formula nehézkes: x 2 x 8 = 0, x = 1± 33 2 mert a pontos formulát nem ismerjük: x 3 x 8 = 0, x = 3 ( ) + + 3 ( ) mert nincs pontos formula: x 5 x 8 = 0, x =? Egy meglévő közelítésből csinálunk egy jobbat = rekurzió Rekurzív sorozatok p.2/26

A 2 közelítése Legyen x 1 := 3 2. Nyilván x 1 = 3 2 > 2, ezért 2 x 1 = 4 3 < 2. Rekurzív sorozatok p.3/26

A 2 közelítése Legyen x 1 := 3 2. Nyilván x 1 = 3 2 > 2, ezért 2 x 1 = 4 3 < 2. x 2 := 1 2 (x 1 + 2 x 1 ) = 17 12 Rekurzív sorozatok p.3/26

A 2 közelítése Legyen x 1 := 3 2. Nyilván x 1 = 3 2 > 2, ezért 2 x 1 = 4 3 < 2. x 2 := 1 2 (x 1 + 2 x 1 ) = 17 12 x 3 := 1 2 (x 2 + 2 x 2 ) = 577 408 Rekurzív sorozatok p.3/26

A 2 közelítése Legyen x 1 := 3 2. Nyilván x 1 = 3 2 > 2, ezért 2 x 1 = 4 3 < 2. x 2 := 1 2 (x 1 + 2 x 1 ) = 17 12 x 3 := 1 2 (x 2 + 2 x 2 ) = 577 408 x 2 3 = 2,000006... Rekurzív sorozatok p.3/26

A 5 közelítése Legyen x 1 := 2 és +1 := 1 2 ( + 5 ) Rekurzív sorozatok p.4/26

A 5 közelítése Legyen x 1 := 2 és +1 := 1 2 ( + 5 ) x 2 := 2,25 Rekurzív sorozatok p.4/26

A 5 közelítése Legyen x 1 := 2 és +1 := 1 2 ( + 5 ) x 2 := 2,25 x 3 := 2,23611111... Rekurzív sorozatok p.4/26

A 5 közelítése Legyen x 1 := 2 és +1 := 1 2 ( + 5 ) x 2 := 2,25 x 3 := 2,23611111... x 4 := 2,236797791580400... Rekurzív sorozatok p.4/26

A 5 közelítése Legyen x 1 := 2 és +1 := 1 2 ( + 5 ) x 2 := 2,25 x 3 := 2,23611111... x 4 := 2,236797791580400... x 5 := 2,236797749978969644... Rekurzív sorozatok p.4/26

A 5 közelítése Legyen x 1 := 2 és +1 := 1 2 ( + 5 ) x 2 := 2,25 x 3 := 2,23611111... x 4 := 2,236797791580400... x 5 := 2,236797749978969644... x 6 := 2,236797749978969640... (16 pontos jegy) Rekurzív sorozatok p.4/26

Newton gyökvonó módszere Legyen x 1, c > 0 és +1 := 1 2 ( + c ). Ekkor az ( ) sorozat konvergens és c. +1 := 1 2 ( + c ) mértani közepek) c = c (számtani és Rekurzív sorozatok p.5/26

Newton gyökvonó módszere Legyen x 1, c > 0 és +1 := 1 2 ( + c ). Ekkor az ( ) sorozat konvergens és c. +1 := 1 2 ( + c ) mértani közepek) c +1 1 2 ( + c ) x 2 n + c 2x 2 n c x 2 n = c (számtani és Rekurzív sorozatok p.5/26

Newton gyökvonó módszere Legyen x 1, c > 0 és +1 := 1 2 ( + c ). Ekkor az ( ) sorozat konvergens és c. +1 := 1 2 ( + c ) mértani közepek) c = c (számtani és +1 1 2 ( + c ) x 2 n + c 2x 2 n c x 2 n monoton és korlátos = konvergens, l. Rekurzív sorozatok p.5/26

Newton gyökvonó módszere Legyen x 1, c > 0 és +1 := 1 2 ( + c ). Ekkor az ( ) sorozat konvergens és c. +1 := 1 2 ( + c ) mértani közepek) c = c (számtani és +1 1 2 ( + c ) x 2 n + c 2x 2 n c x 2 n monoton és korlátos = konvergens, l. +1 = 1 2 ( + c ) = l = 1 2 (l + c l ) = c = l2. Rekurzív sorozatok p.5/26

Milyen gyors a módszer? 0 < b < a: a+b 2 ab = ( a b) 2 2 = (a b)2 2( a+ (a b)2 b) 2 8b Rekurzív sorozatok p.6/26

Milyen gyors a módszer? 0 < b < a: a+b 2 ab = ( a b) 2 2 = (a b)2 2( a+ (a b)2 b) 2 8b c c c, c =: ε n c c = ε n Rekurzív sorozatok p.6/26

Milyen gyors a módszer? 0 < b < a: a+b 2 ab = ( a b) 2 2 = (a b)2 2( a+ (a b)2 b) 2 8b c c c, c =: ε n c c = ε n b = c, a = Rekurzív sorozatok p.6/26

Milyen gyors a módszer? 0 < b < a: a+b 2 ab = ( a b) 2 2 = (a b)2 2( a+ (a b)2 b) 2 8b c c c, c =: ε n c c = ε n b = c, a = ε n+1 := +1 c = a+b 2 ab (a b)2 8b K ε 2 n (2ε n ) 2 8 c xn Rekurzív sorozatok p.6/26

Milyen gyors a módszer? 0 < b < a: a+b 2 ab = ( a b) 2 2 = (a b)2 2( a+ (a b)2 b) 2 8b c c c, c =: ε n c c = ε n b = c, a = ε n+1 := +1 c = a+b 2 ab (a b)2 8b K ε 2 n (2ε n ) 2 8 c xn ε n+1 K ε 2 n = a pontos tizedesjegyek száma (nagyjából) megkétszereződik Rekurzív sorozatok p.6/26

A π közelítése Az 1 sugarú körbe és a kör köré írható szabályos n-szögek kerülete k n és K n. α = 2π n, k n = 2n sin α 2, K n = 2n tg α 2 k n 2π, K n 2π Rekurzív sorozatok p.7/26

A π közelítése k n = 2n sin π n, K n = 2n tg π n k 2n = 4n sin π 2n, K 2n = 4n tg π 2n Rekurzív sorozatok p.8/26

A π közelítése k n = 2n sin π n, K n = 2n tg π n k 2n = 4n sin π 2n, K 2n = 4n tg π 2n sin 2β = 2 sin β cos β, 1 sin 2β + 1 tg 2β = 1 tg β, k 2n K 2n = cos π 2n Rekurzív sorozatok p.8/26

A π közelítése k n = 2n sin π n, K n = 2n tg π n k 2n = 4n sin π 2n, K 2n = 4n tg π 2n sin 2β = 2 sin β cos β, 1 sin 2β + 1 tg 2β = 1 tg β, k 2n K 2n = cos π 2n 2 K 2n = 1 k n + 1 K n, k 2n = k n K 2n (harmonikus, ill. mértani közép) Rekurzív sorozatok p.8/26

A π közelítése 2 K 2n = 1 k n + 1 K n, k 2n = k n K 2n (harmonikus, ill. mértani közép) A közepeket ismerve: k n k 2n K 2n K n k 3 k 6 k 12 K 12 K 6 K 3 Rekurzív sorozatok p.9/26

A π közelítése 2 K 2n = 1 k n + 1 K n, k 2n = k n K 2n (harmonikus, ill. mértani közép) A közepeket ismerve: k n k 2n K 2n K n k 3 k 6 k 12 K 12 K 6 K 3 A (k 3 2 n) sorozat növő és felülről korlátos, a (K 3 2 n) sorozat csökkenő és alulról korlátos = konvergensek Rekurzív sorozatok p.9/26

A π közelítése 2 K 2n = 1 k n + 1 K n, k 2n = k n K 2n (harmonikus, ill. mértani közép) A közepeket ismerve: k n k 2n K 2n K n k 3 k 6 k 12 K 12 K 6 K 3 A (k 3 2 n) sorozat növő és felülről korlátos, a (K 3 2 n) sorozat csökkenő és alulról korlátos = konvergensek K 2n k 2n 1 4 K n k n = a hiba lépésenként negyedére csökken Rekurzív sorozatok p.9/26

Arkhimédesz eredménye n k n = K n = 3 5,196152... 10,392304... 6 5,999999... 6,928202... 12 6,211656... 6,430779... 24 6,265256... 6,319318... 48 6,278699... 6,292170... 96 6,282062... 6,285427... 2π 6,283185... Rekurzív sorozatok p.10/26

Egy általános módszer Egy függvény zérushelyét keressük Az pontban az érintő egyenlete y = f ( )(x ) + f( ) Rekurzív sorozatok p.11/26

A Newton Raphson rekurzió Az pontban az érintő egyenlete y = f ( )(x ) + f( ) A rekurzió: +1 = f() f ( ) Rekurzív sorozatok p.12/26

A Newton Raphson rekurzió Az pontban az érintő egyenlete y = f ( )(x ) + f( ) A rekurzió: +1 = f() f ( ) f(x) := x 2 c +1 = x2 n c 2 +1 = 1 2 ( + c ) Rekurzív sorozatok p.12/26

A Newton Raphson rekurzió Az pontban az érintő egyenlete y = f ( )(x ) + f( ) A rekurzió: +1 = f() f ( ) f(x) := x 2 c +1 = x2 n c 2 +1 = 1 2 ( + c ) Ha f(x) := x 3 c +1 = x3 n c 3x 2 n +1 = 1 3 (2 + c x (köbgyökvonás) n) 2 Rekurzív sorozatok p.12/26

Az általános tétel Legyen f kétszer differenciálható [a, b]-n, f(a) < 0 < f(b), és f (x) > 0, f (x) 0 (x [a, b]). Ekkor az x 0 := b, +1 = f() f ( ) sorozat a függvény egyetlen zérushelyéhez konvergál. Bizonyítás-vázlat: f folytonos és szigorúan növő pontosan 1 zérushelye ( =: c) van. Rekurzív sorozatok p.13/26

Az általános tétel Legyen f kétszer differenciálható [a, b]-n, f(a) < 0 < f(b), és f (x) > 0, f (x) 0 (x [a, b]). Ekkor az x 0 := b, +1 = f() f ( ) sorozat a függvény egyetlen zérushelyéhez konvergál. Bizonyítás-vázlat: f folytonos és szigorúan növő pontosan 1 zérushelye ( =: c) van. A definícióból +1. f konvex a c, közötti húrnál az -beli érintő meredekebb c +1. Rekurzív sorozatok p.13/26

Az általános tétel Legyen f kétszer differenciálható [a, b]-n, f(a) < 0 < f(b), és f (x) > 0, f (x) 0 (x [a, b]). Ekkor az x 0 := b, +1 = f() f ( ) sorozat a függvény egyetlen zérushelyéhez konvergál. Bizonyítás-vázlat: f folytonos és szigorúan növő pontosan 1 zérushelye ( =: c) van. A definícióból +1. f konvex a c, közötti húrnál az -beli érintő meredekebb c +1. A sorozat csökkenő és alulról korlátos l, l = l f(l) f (l) f(l) = 0. Rekurzív sorozatok p.13/26

Az általános tétel Legyen f kétszer differenciálható [a, b]-n, f(a) < 0 < f(b), és f (x) > 0, f (x) 0 (x [a, b]). Ekkor az x 0 := b, +1 = f() f ( ) sorozat a függvény egyetlen zérushelyéhez konvergál. Bizonyítás-vázlat: f folytonos és szigorúan növő pontosan 1 zérushelye ( =: c) van. A definícióból +1. f konvex a c, közötti húrnál az -beli érintő meredekebb c +1. A sorozat csökkenő és alulról korlátos l, l = l f(l) f (l) f(l) = 0. ha f csökkenő és/vagy konkáv hasonló Rekurzív sorozatok p.13/26

Egy példa cos x = x 3 = +1 := + cos x 3 n sin +3x 2 n x 0 = 0,5... x 1 = 1,1... x 2 = 0,9... x 3 = 0,867... x 4 = 0,865477... x 5 = 0,865477403311... x 6 = 0,8654774033102... Rekurzív sorozatok p.14/26

Még egy példa x 3 x + 1 = 0 = +1 := x3 n +1 3x 2 n 1 x 0 = 1 x 1 = 1,5 x 2 = 1,347826... x 3 = 1,325200... x 4 = 1,324718... x 5 = 1,324717... x 6 = 1,324717... Rekurzív sorozatok p.15/26

Ellenpéldák Az e x 2x = 0 egyenletre a sorozat 0, 1, 0, 1,...?? (Persze ennek az egyenletnek nincs megoldása.) Rekurzív sorozatok p.16/26

Ellenpéldák Az e x 2x = 0 egyenletre a sorozat 0, 1, 0, 1,...?? (Persze ennek az egyenletnek nincs megoldása.) A módszer általában nem működik jól, ha a függvénynek többszörös zérushelye vagy inflexiós pontja van. Rekurzív sorozatok p.16/26

Ellenpéldák Az e x 2x = 0 egyenletre a sorozat 0, 1, 0, 1,...?? (Persze ennek az egyenletnek nincs megoldása.) A módszer általában nem működik jól, ha a függvénynek többszörös zérushelye vagy inflexiós pontja van. animáció: http://www.math.umn.edu/ garrett/qy/newton.html Rekurzív sorozatok p.16/26

Milyen gyors a módszer? Tegyük fel az eddigiek mellé, hogy 0 < m < f (x) < M, 0 f (x) L (x [a, b]). Bizonyítás-vázlat: Taylor kifejtés: f(x) = f( )+f ( )(x )+ 1 2 f (d)(x ) 2 ( < d < x) Rekurzív sorozatok p.17/26

Milyen gyors a módszer? Tegyük fel az eddigiek mellé, hogy 0 < m < f (x) < M, 0 f (x) L (x [a, b]). Bizonyítás-vázlat: Taylor kifejtés: f(x) = f( )+f ( )(x )+ 1 2 f (d)(x ) 2 ( < d < x) x = c 0 = f(c) = f( ) + f ( )(c ) + 1 2 f (d)(c ) 2 Rekurzív sorozatok p.17/26

Milyen gyors a módszer? Tegyük fel az eddigiek mellé, hogy 0 < m < f (x) < M, 0 f (x) L (x [a, b]). Bizonyítás-vázlat: Taylor kifejtés: f(x) = f( )+f ( )(x )+ 1 2 f (d)(x ) 2 ( < d < x) x = c 0 = f(c) = f( ) + f ( )(c ) + 1 2 f (d)(c ) 2 +1 c = 1 2 f (d) f ( ) (c ) 2 Rekurzív sorozatok p.17/26

Milyen gyors a módszer? Tegyük fel az eddigiek mellé, hogy 0 < m < f (x) < M, 0 f (x) L (x [a, b]). Bizonyítás-vázlat: Taylor kifejtés: f(x) = f( )+f ( )(x )+ 1 2 f (d)(x ) 2 ( < d < x) x = c 0 = f(c) = f( ) + f ( )(c ) + 1 2 f (d)(c ) 2 +1 c = 1 2 f (d) f ( ) (c ) 2 ε n+1 := +1 c 1 2 L m (c ) 2 K ε 2 n Rekurzív sorozatok p.17/26

A buta számítógép Négyzetgyök, π, harmadfokú egyenlet... Mi van, ha osztani sem tudunk? Rekurzív sorozatok p.18/26

A buta számítógép Négyzetgyök, π, harmadfokú egyenlet... Mi van, ha osztani sem tudunk? az 1 a szám az 1 x a = 0 egyenlet megoldása Rekurzív sorozatok p.18/26

A buta számítógép Négyzetgyök, π, harmadfokú egyenlet... Mi van, ha osztani sem tudunk? az 1 a szám az 1 x a = 0 egyenlet megoldása +1 = f() f ( ) = 2 a x 2 n Rekurzív sorozatok p.18/26

A buta számítógép Négyzetgyök, π, harmadfokú egyenlet... Mi van, ha osztani sem tudunk? az 1 a szám az 1 x a = 0 egyenlet megoldása +1 = f() f ( ) = 2 a x 2 n a = 3, x 0 := 0,5 x 1 = 0,25 x 2 = 0,3125 x 3 = 0,3320... x 4 = 0,333328... Rekurzív sorozatok p.18/26

Egy másik érdekesség cos 0 = 1, cos 1 = 0.5403..., cos 0,5483... = 0,8575...... cos 0,739... = 0,739... +1 := cos konvergens sorozat, l, l = cos l Rekurzív sorozatok p.19/26

Egy másik érdekesség cos 0 = 1, cos 1 = 0.5403..., cos 0,5483... = 0,8575...... cos 0,739... = 0,739... +1 := cos konvergens sorozat, l, l = cos l Rekurzív sorozatok p.19/26

A módszer +1 := f( ) Függőlegesen a függvénygörbére, vízszintesen a negyedfelezőre Rekurzív sorozatok p.20/26

A módszer Ha a függvény meredek, sorozatunk nem konvergens Rekurzív sorozatok p.21/26

A fixpont-iteráció Legyen az f : [a, b] [a, b] függvény olyan, hogy f(x) f(y) q x y, ahol 0 < q < 1. Ekkor az x 0 [a, b], +1 := f( ) sorozat konvergens, l, ahol l = f(l). a függvény összehúzó (kontraktív); l fixpont Rekurzív sorozatok p.22/26

A bizonyítás vázlata legfeljebb egy fixpont lehet; a függvény folytonos; ha ( ) konvergens, határértéke csak a fixpont lehet Rekurzív sorozatok p.23/26

A bizonyítás vázlata legfeljebb egy fixpont lehet; a függvény folytonos; ha ( ) konvergens, határértéke csak a fixpont lehet +1 = f( ) f( 1 ) = q 1 = q 2 1 2 = = q n x 1 x 0 Rekurzív sorozatok p.23/26

A bizonyítás vázlata legfeljebb egy fixpont lehet; a függvény folytonos; ha ( ) konvergens, határértéke csak a fixpont lehet +1 = f( ) f( 1 ) = q 1 = q 2 1 2 = = q n x 1 x 0 +p +p +p 1 + +p 1 +p 2 + + +1 +p x 1 x 0 (q n+p 1 + q n+p 2 + + q n ) = x 1 x 0 q n 1 q p 1 q 0 Rekurzív sorozatok p.23/26

A bizonyítás vázlata legfeljebb egy fixpont lehet; a függvény folytonos; ha ( ) konvergens, határértéke csak a fixpont lehet +1 = f( ) f( 1 ) = q 1 = q 2 1 2 = = q n x 1 x 0 +p +p +p 1 + +p 1 +p 2 + + +1 +p x 1 x 0 (q n+p 1 + q n+p 2 + + q n ) = x 1 x 0 q n 1 q p 1 q 0 Ha n elég nagy, +p tetszőlegesen kicsi lesz ( ) konvergens (Cauchy-kritérium) Rekurzív sorozatok p.23/26

Milyen gyors a módszer? l =: ε n, +1 l =: ε n+1 Rekurzív sorozatok p.24/26

Milyen gyors a módszer? l =: ε n, +1 l =: ε n+1 tudjuk: f(x + h) f(x) + f (x) h Rekurzív sorozatok p.24/26

Milyen gyors a módszer? l =: ε n, +1 l =: ε n+1 tudjuk: f(x + h) f(x) + f (x) h +1 = f( ) l + ε n+1 = f(l + ε n ) Rekurzív sorozatok p.24/26

Milyen gyors a módszer? l =: ε n, +1 l =: ε n+1 tudjuk: f(x + h) f(x) + f (x) h +1 = f( ) l + ε n+1 = f(l + ε n ) l + ε n+1 = f(l) + f (l) ε n Rekurzív sorozatok p.24/26

Milyen gyors a módszer? l =: ε n, +1 l =: ε n+1 tudjuk: f(x + h) f(x) + f (x) h +1 = f( ) l + ε n+1 = f(l + ε n ) l + ε n+1 = f(l) + f (l) ε n ε n+1 = f (l) ε n ( f (l) < 1, mert f lapos) Rekurzív sorozatok p.24/26

Egyenletek megoldása x 2 x 2 = 0 megoldása: x = x + 2 működik a módszer x = x 2 2 nem működik a módszer Animáció: http://www.scottsarra.org/ math/courses/na/nc/fixedpointiteration.html Rekurzív sorozatok p.25/26

Köszönöm a figyelmet! Rekurzív sorozatok p.26/26