Skip to main content
Log in

Improving the efficiency index in enclosing a root of an equation

Повыщение индекса эффективности нахождения оценки корня уравнения

  • Mathematical Research
  • Published:
Reliable Computing

Abstract

Recently several algorithms have been developed which achieve high efficiency index in enclosing a root of the equationf(x)=0 in an interval [a, b] over whichf(x) is continuous andf(a)f(b)<0. The highest efficiency index, 1.6686 ..., was achieved in [4] using the inverse cubic interpolation. This paper studies the possibility of improving efficiency index by using high order inverse interpolations. A class of algorithms are presented and the optimal one of the class has achieved the efficiency index 1.7282 ... With a user-given accurary ɛ and starting with the initial interval [a 1,b 1]=[a, b], these algorithms guarantee to find in finitely many iterations an enclosing interval [a n ,b n ] that contains a root of the equation and whose lengthb n –a n is smaller than ɛ. Numerical experiments indicate that the new algorithm performs very well in practice.

Abstract

В последнее время было разработано несколько алгоритмов, нозволяящнх достичь высокого индекса эффективности при нахождении оценки корня рравненияf(x)=0 в интервале [a, b], на котором фрнкцияf(x) непрерывна иf(a)f(b)<0. Наилрчий инлекс эффективности, равный 1,6686 ..., был достигнрт в аботе [4] с иснользованием обратной кубической интерцоляции. В настоящей работе исследуется возможность дальнейего улугщения индекса эффективности с иснользованием обратной интерноляции более высокого норядка. Представлен класс алгоритмов, наилуящий представитель которого достигает индекса эффектнвностн 1.7282 ... Начав с нсходного интервала [a 1 ,b 1 ]=[a, b], эти алгоритмы гарантнрованно находят эа конеяное число итераций включающий интервал [a n ,b n ], содержащий корень уравнения, чья иринаb n –a n не нревынает заданной пользователем величины погрещности ε. Численные эксперименты ноказывают, что производительность данного алгоритма на практических задачах достачно велика.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. Alefeld, G. and Potra, F. A.On two higher order enclosing methods of J. W. Schmidt. Z. angew. Math. Mech68 (8) (1988), pp. 331–337.

    MathSciNet  Google Scholar 

  2. Alefeld, G. and Potra, F. A.Some efficient methods for enclosing simple zeros of nonlinear equations. BIT32 (1992), pp. 334–344.

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  3. Alefeld, G., Potra, F. A., and Shi, Yi.On enclosing simple roots of nonlinear equations. Mathematics of Computation61 (1993), pp. 733–744.

    MathSciNet  Google Scholar 

  4. Alefeld, G., Potra, F. A., and Shi, Yi.Enclosing zeros of continuous functions. TOMS21 (1995), pp. 327–344.

    Article  Google Scholar 

  5. Brent, R. P.Algorithms for minimization without derivatives. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1972.

    Google Scholar 

  6. Bus, J. C. P. and Dekker, T. J.Two efficient algorithms with guaranteed convergence for finding a zero of a function. TOMS1 (1975), pp. 330–345.

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  7. Dekker, T. J.Finding a zero by means of successive linear interpolation. In: Dejon, B. and Henrici, P. “Constructive Aspects of the Fundamental Theorem of Algebra”, Wiley Interscience, 1969.

  8. Le, D.An efficient derivative—free method for solving nonlinear equations. TOMS11 (1985), pp. 250–262.

    Article  MATH  Google Scholar 

  9. Ostrowski, A. M.Solution of equations in Banach spaces. Acedemic Press, New York, 1973.

    Google Scholar 

  10. Potra, F. A.On Q-order and R-order of convergence. J. Optim. Theory Appl.63 (1989), pp. 415–431.

    Article  MATH  MathSciNet  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

© Y. Shi, 1996

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Shi, Y. Improving the efficiency index in enclosing a root of an equation. Reliable Comput 2, 357–372 (1996). https://doi.org/10.1007/BF02389896

Download citation

  • Received:

  • Revised:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02389896

Keywords

Navigation