La radice -esima, di un numero reale non negativo, è la soluzione reale non negativa dell'equazione
In questa voce è descritto un metodo numerico, che converge velocemente, per il calcolo di questa radice. I passi dell'algoritmo sono:
- si prova a stimare un valore iniziale di partenza
- si pone che equivale a con
- si ripete il secondo passo fino a che si raggiunge la precisione desiderata, cioè
Un caso speciale è il calcolo numerico della radice quadrata, cioè il caso :
La derivazione dell'algoritmo si basa sul metodo numerico di Newton-Raphson.
Derivazione dal metodo di Newton-Raphson
Il metodo delle tangenti o di Newton-Raphson è un metodo per trovare numericamente lo zero di una funzione Lo schema generale è:
- partire da una stima iniziale
- ripetere il secondo passo fino a che si raggiunga la precisione desiderata.
Il calcolo numerico della radice -esima si può concepire come la ricerca di uno zero della funzione la cui derivata è:
In questo modo si costruisce l'iterazione:
Esempio numerico
Si vuole calcolare la radice quarta di
Si imposta un primo valore, ad esempio 1000. Utilizzando un foglio di calcolo si può verificare una veloce convergenza:
Foglio di calcolo esemplificativo. Il numero di cui si vuole calcolare la radice è nella casella A1=
e l'esponente della radice nella casella A2.
Si pone la stima iniziale, 1000, nella casella B2.
I valori vengono generati inserendo nella casella B3: (($A$2–1)*B2+$A$1/B2^($A$2–1))/$A$2
6901827461
|
stima
|
valore calcolato
|
differenza
|
4
|
1000
|
1E+12
|
-9,93098E+11
|
|
751,7254569
|
3,19328E+11
|
-3,12426E+11
|
|
567,8559656
|
1,03981E+11
|
-97078880593
|
|
435,3149815
|
35909921459
|
-29008093998
|
|
347,4029409
|
14565787245
|
-7663959784
|
|
301,7054079
|
8285760564
|
-1383933103
|
|
289,1072856
|
6986121665
|
-84294203,78
|
|
288,235197
|
6902208103
|
-380642,2278
|
|
288,2312231
|
6901827469
|
-7,871785164
|
|
288,231223
|
6901827461
|
0
|
Bibliografia
- Kendall E. Atkinson, An introduction to numerical analysis, 2nd, New York, Wiley, 1989, ISBN 0-471-62489-6.
Voci correlate