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Uso de la iteración de punto fijo para encontrar la suma de una serie

Estoy tratando de resolver esta cuestión.

Encuentra la suma de las Serias usando la iteración de Punto Fijo: Q Debería utilizar la iteración de punto fijo para encontrarlo. $P\ge1$ .

Parte B - Demostrar que el orden de convergencia R - de esta serie - es único(singularidad). Prueba por contradicción

He visto esta solución para la Parte A:

Llamemos a S - la suma, y tratemos de encontrarla. $$g(S)=S=\sqrt{p-(1-p)*S} \Rightarrow S^2 = p-(1-p)*S \Rightarrow S^2 + (1-p)*S-p=0$$ Resolviendo así esta ecuación cuadrática conseguimos $S=-1$ o $S=p$

Esta solución anula S=-1, y dice que S=p es la respuesta.

Un par de preguntas sobre esta solución:

  1. ¿Por qué es correcto utilizar la iteración en punto fijo para encontrar la suma de una serie? Hasta ahora he utilizado la iteración en punto fijo para encontrar las RAÍCES de una ecuación.

  2. ¿Por qué está bien asignar a la variable aleatoria S g(S)=S y luego decir que la resolución de esta ecuación dice que S es la suma?

  3. ¿Por qué cancelar la solución de $S=-1$ ?

  4. Parte B - ¿Cómo es posible demostrar que el orden de convergencia es único? Por definición, es la primera derivada que no es 0 en la raíz (probablemente raíz=p).

Gracias.

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andy.holmes Puntos 518

No hay serie, por lo tanto no hay suma de una serie.

Esta es una expresión con raíces cuadradas anidadas, la secuencia de expresiones finitas y truncadas tiene (probablemente) un limitar .

El rango de la raíz cuadrada son los números no negativos, descalificando automáticamente $-1$ de ser el límite.

Hay que demostrar la contractividad de $g$ . Utilizando transformaciones elementales y estimaciones deberías ser capaz de obtener $$ |g(S_1)-g(S_2)|\le\frac{p-1}{2\sqrt{2p-1}}|S_1-S_2| $$ Necesitará mejores estimaciones de los valores que puede alcanzar la iteración para obtener la contractividad para el general $p>1$ .

La convergencia o divergencia cerca del punto fijo se determina por si $|g'(p)|<1$ . Ahora $g'(p)=\frac{p-1}{\sqrt{p+(p-1)p}}=1-\frac1p$

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