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令和6年度・基礎科目 I-3-3

ニュートン法のフローチャート

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解説

ポイント

ニュートン法で,次の近似値へどれだけ動くか(ア)と,いつ計算をやめるか(イ)を選ぶ問題です。

考え方と解き方

ニュートン法は,今の点で曲線に接線を引き,接線が x 軸と交わる点を次の近似値にする方法です。

収束とは,近似値がほとんど動かなくなった状態です。

ア:接線の式は y=f(xn)+f′(xn)×Δx です。y=0 とおくと Δx=−f(xn)/f′(xn) で,「f を f′ で割る」形です。

イ:YES で出力して終了,NO で次の計算へ進む分かれ道です。終了してよいのは動きが十分小さい時なので,|Δx|<ε です。答えは ア Δx←−f(xn)/f′(xn),イ |Δx|<ε

覚えておくこと

  • ニュートン法の更新式:xn+1=xn−f(xn)/f′(xn)。「f を f′(傾き)で割る」
  • 収束の判定は「動きが小さい」で終了。|Δx|<ε や |f(xn)|<ε の形
  • 不等号の向きに注意。>ε で終了にすると,動きが大きいうちに止まってしまう

出典:令和6年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-3-3(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:数学