求方程^3-x-1=0在1.5附近的实根^3-x-1=0,迭代公式^3-x-1=0有至少二阶的收敛速度。A.对B.错
求方程
在1.5附近的实根
,迭代公式
有至少二阶的收敛速度。
A.对
B.错
题目解答
答案
对于迭代公式
。
对 f(x) 在根
处进行泰勒展开:

由于
,若迭代公式具有二阶收敛速度,则
。

在
附近,
不一定为 0 ,所以该迭代公式不一定具有二阶收敛速度。
答案为:B.
解析
考查要点:本题主要考查迭代法的收敛速度判断,涉及不动点迭代法的收敛阶数条件。
解题核心思路:
判断迭代公式 $x_k = \sqrt[3]{1 + x_{k-1}}$ 的收敛速度是否为至少二阶,需分析迭代函数 $g(x) = \sqrt[3]{1 + x}$ 在根 $x^*$ 处的导数 $g'(x^*)$ 是否为 $0$。若 $g'(x^*) = 0$,则迭代法为二阶收敛;否则为一阶收敛。
破题关键点:
- 迭代函数的导数计算:计算 $g'(x)$ 并代入根 $x^*$。
- 根的性质:利用原方程 $f(x) = x^3 - x - 1 = 0$,结合 $x^*$ 满足 $x^* \neq 0$,推导 $g'(x^*) \neq 0$。
步骤 1:确定迭代函数
原方程 $x^3 - x - 1 = 0$ 变形为 $x = \sqrt[3]{1 + x}$,对应迭代函数 $g(x) = \sqrt[3]{1 + x}$。
步骤 2:计算迭代函数的导数
$g'(x) = \frac{1}{3}(1 + x)^{-2/3}.$
步骤 3:代入根 $x^*$ 处的导数
根 $x^*$ 满足 $x^* = \sqrt[3]{1 + x^*}$,即 $x^* \neq 0$。代入得:
$g'(x^*) = \frac{1}{3}(1 + x^*)^{-2/3}.$
步骤 4:结合原方程简化表达式
由原方程 $x^*^3 = x^* + 1$,得 $1 + x^* = x^*^3$,代入上式:
$g'(x^*) = \frac{1}{3}(x^*^3)^{-2/3} = \frac{1}{3}x^*^{-2}.$
步骤 5:判断收敛阶数
由于 $x^*$ 是实根且 $x^* \neq 0$,故 $g'(x^*) = \frac{1}{3x^*^2} \neq 0$。因此,迭代法的收敛速度为一阶,而非二阶。