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En los ejemplos que voy a poner a continuación, voy a suponer que estoy tratando de resolver la ecuación del tipo f(x)=0. En el ejemplo de Noel, había que resolver 1=x*Ln(x), pero esto es lo mismo que resolver x*Ln(x)-1=0.
Bueno, el más sencillo e intuitivo de los métodos es el de la bisección. Necesitamos partir de dos puntos a y b, en los que se cumpla que f(a) y f(b) sean uno positivo y otro negativo. Como la función pasa de ser positiva a negativa entre a y b, ha de pasar en algún momento por cero. Ojo, esto no siempre es así, es además necesario que la función f sea continua entre a y b (ver el teorema de Bolzano).
El procedimiento es como sigue: cogemos el punto medio c=(a+b)/2 y calculamos f(c). Tenemos tres posibilidades, f(c) puede ser cero, positivo o negativo. Si es cero, ya hemos resuelto el problema. Pero si es positivo o negativo, podremos sustituir a ó b por c, según corresponda el signo.
Veamoslo con el ejemplo de Noel, tenemos que resolver f(x)=x*Ln(x)-1=0
Necesitamos en primer lugar dos puntos en los que f(x) tenga signo distinto. Probemos:
f(1)=1*Ln(1)-1=-1 f(2)=2*Ln(2)-1=0,39
hemos tenido suerte, sabemos que f ha de valer cero en algun punto entre 1 y 2. Calculemos ahora su valor en 1,5:
f(1,5)=-0,39
Como f(1,5) es negativo y f(2) es positivo, ahora sabemos que f ha de valer cero en algun punto entre 1,5 y 2. Hemos arrinconado a nuestra función. Pero ahora seguimos en el punto intermedio entre 1,5 y 2: 1,75
f(1,75)=-0,02
Y ahora sabemos que la solución ha de estar entre 1,75 y 2.
Siguiendo así, podemos aproximarnos a la solución todo lo que queramos, solo es cuestión de paciencia.
Un par de apuntes:
- He supuesto implicitamente que nuestra función es continua. Si no lo es, el método falla. - En nuestro ejemplo, f(1,75)=-0,02 y f(2)=0,39. Parece que nuestra solución estará seguramente más cerca del 1,75 que del 2. Sin embargo, segun este método, no estamos haciendo uso de esta información.
Mañana explicaré otro método en que sí se usa.
_________________ Ego vox clamantis in deserto
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