Půlení intervalů

Tento článek je o řešení rovnic. O vyhledávání v seznamu (řadě) pojednává článek binární vyhledávání.

Metoda půlení intervalu (také bisekce) se využívá při hledání přibližného řešení rovnic tvaru f ( x ) = 0 {\displaystyle f(x)=0} pro spojité funkce f {\displaystyle f} . Najdeme-li dvě čísla x 1 {\displaystyle x_{1}} a x 2 {\displaystyle x_{2}} taková, že platí sgn ( f ( x 1 ) ) = sgn ( f ( x 2 ) ) {\displaystyle \operatorname {sgn}(f(x_{1}))=-\operatorname {sgn}(f(x_{2}))} , kde sgn {\displaystyle \operatorname {sgn} } značí znaménkovou funkci signum. Dále určíme hodnotu x 0 = x 1 + x 2 2 {\displaystyle x_{0}={\frac {x_{1}+x_{2}}{2}}} . Podle hodnoty f ( x 0 ) {\displaystyle f(x_{0})} pak postupujeme takto:

  • f ( x 0 ) = 0 {\displaystyle f(x_{0})=0} našli jsme přesně kořen
  • f ( x 0 ) 0 {\displaystyle f(x_{0})\neq 0} : podíváme se, ve kterém z bodů x 1 {\displaystyle x_{1}} a x 2 {\displaystyle x_{2}} má funkce f {\displaystyle f} stejné znaménko, jako v bodě x 0 {\displaystyle x_{0}}
    • Jde-li o bod x 1 {\displaystyle x_{1}} , pak dále uvažujeme x 1 = x 0 {\displaystyle x_{1}=x_{0}}
    • Jde-li o bod x 2 {\displaystyle x_{2}} , pak dále uvažujeme x 2 = x 0 {\displaystyle x_{2}=x_{0}}

Jsou-li nyní body x 1 {\displaystyle x_{1}} a x 2 {\displaystyle x_{2}} blízko sebe (tedy x 2 x 1 < ε {\displaystyle x_{2}-x_{1}<\varepsilon } , kde ε {\displaystyle \varepsilon } je požadovaná přesnost), pak jsme našli přibližné řešení. Jinak se vrátíme na začátek a celý postup opakujeme, tentokrát již ale s intervalem poloviční délky.

Odkazy

Související články

Literatura

  • RALSTON, Anthony. Základy numerické matematiky. 2. vyd. Praha: Academia, 1978. 635 s. 
  • JARNÍK, Jiří; ŠISLER, Miroslav. Jak řešit rovnice a jejich soustavy. Praha: SNTL, 1969. 244 s.