Das Newton-Verfahren
Durch das Ausklammern von im letzten Schritt, entstand ein Produkt gleich Null. Wie du sicher weißt, ist ein Produkt gleich Null, wenn einer der beiden Faktoren gleich Null ist. Daher können wir
und
einzeln gleich Null setzen. Die drei verschiedenen Lösungen werden im Folgenden mit
und
bezeichnet.
In der Aufgabe ist nach den von Null verschiedenen Startwerten gefragt, die beim Newton-Verfahren zu der alternierenden Folge der Form führen. D.h. der Wert
kommt nicht in Frage. Es bleiben die beiden anderen Lösungen
und
.
Verwendet man also entweder oder
als Startwert, ergibt sich bei der Funktion
durch das Newton-Verfahren keine Lösung der Gleichung
, sondern stattdessen die alternierende Zahlfolge
. Das bedeutet, dass die Startwerte
und
absolut ungeeignet sind.
Anmerkung:An sich macht es natürlich sowieso keinen Sinn bei der Gleichung mit
das Newton-Verfahren anzuwenden. Die Lösung der Gleichung
liesse sich schließlich ganz leicht exakt ermitteln. Man müsste dazu erst mit dem Nenner multiplizieren. Dann entsteht nämlich eine ganz einfach zu lösende Gleichung:
Somit ist die einzige Lösung der Gleichung
.
Die Gleichung lässt sich also leicht nach x auflösen. Das Newton-Verfahren würde man bei dieser Gleichung daher überhaupt nicht benötigen. Die Aufgabe sollte bloßverdeutlichen, dass es bei manchen Gleichungen der Form vereinzelte Startwerte gibt, die absolut ungeeignet sind, da man in eine Art Endlosschleife gerät. Die berechneten Werte nähern sich nicht an die gesuchte Lösung an, sondern springen quasi immer wieder zwischen den Werten
und
hin und her, wenn man genau einen solchen Startwert erwischt. Sollte dir das einmal passieren, hilft nur eines:Neuen Startwert wählen und alles noch einmal von vorne! Doch keine Sorge, dass tritt nur extrem selten auf.
Dies soll uns hier an Beispielen zum Newton-Verfahren reichen. Das Rechenprinzip des Newton-Verfahrens ist dir inzwischen hoffentlich klar geworden.
Zusammenfassung:
Die Lösung(en) von Gleichungen, die sich auf anderem Wege nicht lösen lassen, kannst du mit Hilfe des Newton-Verfahrens zumindest näherungsweise berechnen. Dazu musst du die Gleichung auf die Form bringen, also nach Null umstellen, und dann einen geeigneten Startwert
wählen, falls er nicht schon in der Aufgabe angegeben ist.