Google Classroom
GeoGebraAula GeoGebra

Kiintopistemenetelmä ja sen graafinen havainnollistus

Kiintopistemenetelmän eli Picardin iteraatiomenetelmän ideana on muokata yhtälö muotoon . Perusajatus on, että yhtälön juuri, eli samalla yhtälön juuri, löytyy käyrän ja suoran leikkauspisteestä, eli ns. kiintopisteestä (mistä myös menetelmän nimi johtuu). Nyt yksinkertaisesti valitaan sopiva alkuarvaus , jonka jälkeen iteraatiokaava nollakohdan likiarvolle on . Voidaan osoittaa, että jos funktion nollakohdan sisältävällä välillä , tämä iteraatio toimii millä tahansa alkuarvauksella tältä väliltä. Tässä voit tarkastella sopivaa funktiota sopivalla alkuarvauksella . Muutama iteraatio on laskettu valmiiksi taulukon A-sarakkeeseen. Vetämällä solusta A3 alaspäin pitkin saraketta A saat lisää likiarvoja. Vetämällä soluista B1 ja C1 lisää arvoja sarakkeisiin B ja C saat piirrettyä kuvaajaan iteraation reittiä, joka toivon mukaan lähestyy käyrän kiintopistettä. Appletin oikeassa ylänurkassa olevasta kuvakkeesta pääset palaamaan alkutilanteeseen. Huom! B- ja C-sarakkeiden iterointijanoja piirtäessä on huomattava, että saraketta A on oltava laskettuna valmiiksi vähintään kaksi riviä pidemmälle. Applettiin on sisällytetty muutakin Geogebran toiminnallisuutta. Tärkeimpänä on mahdollisuus siirtää koordinaatistoa sopivaan paikkaan sekä zoomata kuvaa lähemmäs ja kauemmas.
  1. Kokeile muuttaa iteraation alkuarvausta . Miten se vaikuttaa kiintopisteen löytymiseen?
  2. Kokeile toisenlaisia funktioita funktion paikalle. Koeta löytää funktioita, joilla iteraatio onnistuu ja funktioita, joilla se ei onnistu. Minkälaisia ominaisuuksia on funktioilla, joilla iteraatio toimii?
  3. Etsi yhtälölle väliltä juuri kiintopistemenetelmällä kuuden desimaalin tarkkuudella.
  4. Funktiot ja ovat toistensa käänteisfunktioita. Mitä voit sanoa niiden kiintopisteistä? Miksi? (Kuutiojuuren saat kirjoittamalla funktion syötekenttään cbrt(x).)
  5. Ratkaise yhtälön välillä oleva juuri neljän desimaalin tarkkuudella käyttäen kiintopistemenetelmää.