Aproximación de raíces

Aproximación de raíces

Se puede saber por dónde están las raíces reales de una ecuación polinómica real con una incógnita

Consideremos la siguiente ecuación polinómica

x 7 +x 6 -5x 4 +10x 3 +3x-4=0 de la que se puede afirmar que:
  • Por ser de grado impar, tiene una raíz real.
  • Por ser de grado mayor que 5, carecemos de una fórmula general por radicales para determinarla.
  • La función f(x)= x 7 + x 6 5 x 4 +10 x 3 +3x4  es continua, por tanto, si exiten valores reales a  y b  tales que f(a)   y f(b)  tienen signos distintos, entonces existe un valor c  entre a   y b  tal que f(c)=0 .
Los puntos anteriores nos permiten afirmar que la ecuación inicial tiene una raíz real en el intervalo (0,1)  puesto que f(0)=-4<0,f(1)=6>0 . Como f( 1 2 )= 197 2 7 <0 , podemos afirmar, aplicando el mismo resultado, que la ecuación tiene una raíz en el intervalo ( 1 2 ,1 ) . Usando el mismo resultado podemos garantizar, sucesivamente, que la raíz se encuentra en ( 3 5 , 3 4 ),( 5 8 , 27 40 ),( 13 20 , 27 40 ),( 13 20 , 33 50 ),( 131 200 , 33 50 )
Observar que cada intervalo está contenido en el anterior, y que por tanto la distancia entre los extremos de los intervalos es cada vez menor. El último de ellos es, dando la representación decimal de los extremos, (0.655,0.660) . Se puede pensar que 0.655+0.660 2 =0.6575  es una buena aproximación de la raíz, aunque siguiendo con el mismo proceso se puede mejorar.



En el ejemplo anterior no se ha descrito la manera en que se han ido eligiendo los intervalos (poco ortodoxo, por otra parte), pero uno muy sencillo es el de bisección. La explicación del método de aproximación de raíces por bisección y otros los puede encontrar el lector, por ejemplo, en las direcciones siguientes

http://www.nebrija.es/~abustind/Industriales/Metodos/Metodos.html

http://iqc.udg.es/~emili/docent/qtc/pdf/01_raices.pdf

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