1、利用逐次逼近方法求解开普勒方程开普勒方程 X=qsin x+a (00,存在正整数 N,使得当mnN 时,有|xm-xn|卯时, 由于 0nN 时, |xm-xn|根据柯西收敛准则,数列xn的极限存在 以下证明此极限是开普勒方程的解,最后证明解的唯一性 若设 ,则在等式 xn+l=q sin xn+a 中令 n ,由 sin x 的连续性得 即 确实是开普勒方程的解 不难证明,这个 是开普勒方程的唯一解事实上,若假设 是开普勒方程的另一个解,即 =qsin +a则 但 0g1,故上式当且仅当 = 时才成立 这就说明用此题中描述的逐次逼近法求解开普勒方程是合理的 思考题:? 一般地,对于方程 给
2、定一个初值 x。,代人右端可算得一个 x1= (x。),再将x1 代入右端,又可得到 x2= (x1),如此继续下去,会得到一个数列xk ,其中 Xk+1= (xk)? k=0,1,2, Xk称为迭代数列, (x)称为迭代函数 试证明:若 (x)满足条件 1。当 xa, b时, ?(x)a,b; 2。存在正数 L1,使对任意xa,b, | /(x)|L1则 x= (x)在a,b上有唯一的根 ,且对任意的初值 x。a ,b,迭代数列 Xk+1= (xk)(k=0,1, 2,)收敛于 我们可以依据上述结论求方程的根例如,求方程 x3 一 x21=0 在 X=15 附近的近似根(准确到1013) 令 f(x)=x3 一 x2 一 1,由 f(1.5)=0125,f(1.4)=一 0.216,再根据闭区间上连续函数的介值定理知,在1.4,1.5内有 f(x)=0 的一个根 将原方程化为 x= ,则迭代函数为 (x)= 对 x1.4,1.5,| /(x) |2x/3(x2+1)2/3|1取初值 x。=1.5 ,则迭代数列 ,(k=0,1,2,)必收敛所得数列如下 Xo=1.5,x1=1.481248,x2=1.4727057X3=1.4688173,x4=1.467048,x5=1.466243x6=1.4658768,x7=1.4657102故可取所求近似根为 1.466