Cálculo Numérico / Métodos Numéricos

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1 Cálculo Numérico / Métodos Numéricos
Obtenção de raízes complexas Método de Newton-Bairstow 28 Apr :37

2 Obtenção de raízes complexas
22 Sep :43 Obtenção de raízes complexas O método de Newton também pode ser usado para obter raízes complexas, utilizando aritmética complexa. Neste caso, veremos um método que obtém raízes complexas usando aritmética real. Se P(x) é um polinômio da forma: e os coeficientes são reais, então as raízes complexas aparecem em pares conjugados, como solução de uma equação:

3 Quociente e resto: Podemos expressar P(x) como:
22 Sep :43 Quociente e resto: Podemos expressar P(x) como: Obviamente, se  e  são raízes, b0 e b1 são iguais a zero. Vamos determinar quem são os coeficientes de Q(x). Multiplicamos Q(x) pelo termo quadrático e igualamos os coeficientes:

4 22 Sep :43 Igualando termos Rearrumando: =

5 22 Sep :43 Termo a termo: Como anteriormente, fazemos um “esquema prático” para cálculo: an an-1 an-2 ... a2 a1 a0 + + + + +  bn bn-1 ... b3 b2 b1 + + + +  bn ... b4 b3 b2 bn bn-1 bn-2 ... b2 b1 b0

6 22 Sep :43 Sistema não linear O que queremos são valores de  e  que façam com que b0 e b1 se anulem. Note que b0 e b1 são funções de  e . Podemos resolver este sistema através do método de Newton para sistemas não lineares.

7 Lembrete: método de Newton para sistemas ñ-lineares
22 Sep :43 Lembrete: método de Newton para sistemas ñ-lineares No nosso caso:

8 Calculando as derivadas parciais ()
22 Sep :43 Calculando as derivadas parciais () 1 

9 Calculando as derivadas parciais ()
22 Sep :43 Calculando as derivadas parciais () cn-1 cn cn-2 cn c4 c2 c3 cn 1  cn-1 c1 c3 c2

10 Calculando os ci‘s Procedimento prático aplicável cn cn-2 cn-1 cn c4
22 Sep :43 Calculando os ci‘s Procedimento prático aplicável cn-1 cn cn-2 cn c2 c3 c4 cn 1  cn-1 c1 c3 c2

11 Procedimento prático:
22 Sep :43 Procedimento prático: an an-1 an-2 ... a2 a1 a0 + + + + +  bn bn-1 ... b3 b2 b1 + + + +  bn ... b4 b3 b2 bn bn-1 bn-2 ... b2 b1 b0  cn cn-1 ... c3 c2 + + +  cn ... c4 c3 cn cn-1 cn-2 ... c2 c1

12 Por que estamos fazendo isso mesmo ?
22 Sep :43 Por que estamos fazendo isso mesmo ? c2 c1 Ainda precisamos calcular as derivadas parciais em relação ao 

13 Calculando as derivadas parciais ()
22 Sep :43 Calculando as derivadas parciais () c3 c4 c5 cn c2 c3 c4 cn-1 cn cn-2 cn-1 cn

14 Por que estamos fazendo isso mesmo ?
22 Sep :43 Por que estamos fazendo isso mesmo ? c2 c3 c1 c2

15 Exemplo Calcular duas raízes conjugadas da equação polinomial
22 Sep :43 Exemplo Calcular duas raízes conjugadas da equação polinomial P(x) = x4 -2x3 + 4x2 – 4x + 4 pelo método de Newton-Bairstow, iniciado em (0, 0) = (1,-1)

16 22 Sep :43 Exemplo (solução) bk’s ck’s c4 c3 c2 c1

17 Exemplo (solução) Repetindo o processo com os novos  e :
22 Sep :43 Exemplo (solução) Repetindo o processo com os novos  e :  e  acarretam raiz

18 Exemplo (solução) x = 1 § i x = § i Q(x) = x2+2 1 e 1 acarretam raiz
22 Sep :43 Exemplo (solução) x = 1 § i x = § i Q(x) = x2+2 1 e 1 acarretam raiz