EL MÉTODO DE BISECCIÓN.
Una vez sepamos que en un intervalo (a,b)
existe una única raíz a de la ecuación f(x)=0,
iremos sistemáticamente formando intervalos, cada uno contenido en el anterior y
también conteniendo a la raíz de la ecuación, de manera que la longitud de estos
intervalos sea cada vez más pequeña.
Para ello suponemos que f es una función
continua en el intervalo [a,b] y que la ecuación f(x)=0 tiene una
sola raíz en [a,b], de manera que se verificará que f(a).f(b)<0.
1.- PASO
INICIAL. |
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Partimos pues de los puntos A(a,f(a)) y B(b,f(b)). Llamamos a0=a, b0=b,
y sea X0=(a0+b0)/2, el punto medio del intervalo.
A no ser que X0 sea la raíz buscada
a
(en nuestro caso no lo
es),
ésta pertenecerá
solamente a uno de los intervalos [a0,X0], [X0,b0]. Más precisamente,
pertenecerá a aquel en que el producto de los valores de f en sus
extremos sea negativo. En este caso el intervalo será [a0,X0], ya que
f(a0).f(X0)<0.
EN LA ESCENA
En el PASO 0 puedes visualizar los puntos escogidos A0=A y B0=B, cuyas
abcisas forman el intervalo [a,b]; el PASO 1 asigna los valores
iniciales a0 y b0; y en el PASO 2 puedes ver el punto X0 que aproxima a
la raíz buscada a.
Te recuerdo que pulsando con el ratón
en cualquier punto de la escena puedes visualizar las coordenadas del mismo
y variar el intervalo inicial, aunque los pasos que visualizas
corresponden a los valores iniciales. |
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2.- PRIMERA
ITERACIÓN.
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En la primera iteración asignamos los valores a1=a0, b1=X0, y
calculamos X1=(a1+b1)/2, repitiendo el proceso anterior. Nuevamente
escogemos como intervalo aquel en cuyos extremos la función tome
valores con distinto signo. y será el intervalo de menor longitud que
el anterior el cual contendrá a la raíz buscada
a.
En este caso se trata de [a1,X1], ya que f(a1).f(X1)<0.
EN LA ESCENA
En el PASO 0 visualizas los puntos que dan lugar al nuevo intervalo, A1
y B1; en el PASO 1, asignamos los nuevos valores a los extremos del
intervalo [a1,X1]; en el PASO 2 puedes ver el nuevo valor que aproxima
la raíz a.
Observa ahora que,
tanto en la gráfica como en las coordenadas, se verifica que el
intervalo se "estrecha" en torno a la raíz de la función. |
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3.-
SEGUNDA ITERACIÓN.
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En la segunda iteración asignamos los valores a2=a1, b2=X1, y
calculamos X2=(a2+b2)/2, repitiendo el proceso anterior. En este caso
observamos que este punto X2 ya aproxima bastante bien a la raíz de
nuestra función. Podemos, si queremos afinar más, seguir el método,
cuidando que en este caso se verifica
que f(X2).f(b2)<0,
con lo que nuestro nuevo intervalo sería [X2,b2].
EN LA ESCENA
En el PASO 0 visualizas los puntos que dan lugar al nuevo intervalo, A2
y B2; en el PASO 1, asignamos los nuevos valores a los extremos del
intervalo [a2,X2]; en el PASO 2 puedes ver el valor que definitivamente
aproxima la raíz a.
Observa que
simplemente teniendo en cuenta el signo de la segunda coordenada
de nuestros puntos verificamos la condición f(X2).f(b2)<0. |
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4.- TABULANDO LA INFORMACIÓN.
A la vez que vamos iterando, podemos
recoger los resultados en una tabla como la siguiente:
ITERACIÓN (i) |
ai |
bi |
Xi |
f(ai) |
f(bi) |
f(Xi) |
0 |
-2.00 |
4.00 |
1.00 |
4.39 |
-2.98 |
-2.63 |
1 |
-2.00 |
1.00 |
-0.50 |
4.39 |
-2.63 |
-1.35 |
2 |
-2.00 |
-0.50 |
-1.25 |
4.39 |
-1.35 |
0.49 |
3 |
-1.25 |
-0.50 |
-0.875 |
0.49 |
-1.35 |
-0.60 |
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