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.
Similar content being viewed by others
References
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.
Alefeld, G. and Potra, F. A.Some efficient methods for enclosing simple zeros of nonlinear equations. BIT32 (1992), pp. 334–344.
Alefeld, G., Potra, F. A., and Shi, Yi.On enclosing simple roots of nonlinear equations. Mathematics of Computation61 (1993), pp. 733–744.
Alefeld, G., Potra, F. A., and Shi, Yi.Enclosing zeros of continuous functions. TOMS21 (1995), pp. 327–344.
Brent, R. P.Algorithms for minimization without derivatives. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1972.
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.
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.
Le, D.An efficient derivative—free method for solving nonlinear equations. TOMS11 (1985), pp. 250–262.
Ostrowski, A. M.Solution of equations in Banach spaces. Acedemic Press, New York, 1973.
Potra, F. A.On Q-order and R-order of convergence. J. Optim. Theory Appl.63 (1989), pp. 415–431.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
© Y. Shi, 1996
Rights 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
Received:
Revised:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02389896