Stanley Guzman
01/03/2024 · Junior High School
entre la raiz real entre 15 y 20 para el polinomio que se presenta a continuacion Aplic do de Newton-Raphson a dicha función y obtenga el resultado usando cuatro cifras ficativas. (10 puntos) \( =0.0074 x^{4}-0.284 x^{3}+3.355 x^{2}-12.183 x+5 \) 18.9470 19.3455 18.8948 18.8956
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Step-by-step Solution
Para aplicar el método de Newton-Raphson al polinomio dado, primero necesitamos definir la función y su derivada. La función es:
\[
f(x) = 0.0074x^4 - 0.284x^3 + 3.355x^2 - 12.183x + 5
\]
Ahora, calculamos la derivada de \(f(x)\):
\[
f'(x) = 0.0296x^3 - 0.852x^2 + 6.71x - 12.183
\]
El método de Newton-Raphson se define por la siguiente fórmula iterativa:
\[
x_{n+1} = x_n - \frac{f(x_n)}{f'(x_n)}
\]
### Paso 1: Elegir un valor inicial
Dado que se nos indica que la raíz está entre 15 y 20, podemos elegir un valor inicial. Vamos a elegir \(x_0 = 18.9\).
### Paso 2: Calcular \(f(x_0)\) y \(f'(x_0)\)
Calculamos \(f(18.9)\):
\[
f(18.9) = 0.0074(18.9)^4 - 0.284(18.9)^3 + 3.355(18.9)^2 - 12.183(18.9) + 5
\]
Calculando cada término:
- \(0.0074(18.9)^4 \approx 0.0074 \cdot 12659.61 \approx 93.74\)
- \(-0.284(18.9)^3 \approx -0.284 \cdot 6755.69 \approx -1911.99\)
- \(3.355(18.9)^2 \approx 3.355 \cdot 357.21 \approx 1198.78\)
- \(-12.183(18.9) \approx -12.183 \cdot 18.9 \approx -230.06\)
- \(5\)
Sumando todos los términos:
\[
f(18.9) \approx 93.74 - 1911.99 + 1198.78 - 230.06 + 5 \approx -849.53
\]
Ahora calculamos \(f'(18.9)\):
\[
f'(18.9) = 0.0296(18.9)^3 - 0.852(18.9)^2 + 6.71(18.9) - 12.183
\]
Calculando cada término:
- \(0.0296(18.9)^3 \approx 0.0296 \cdot 6755.69 \approx 199.96\)
- \(-0.852(18.9)^2 \approx -0.852 \cdot 357.21 \approx -304.36\)
- \(6.71(18.9) \approx 6.71 \cdot 18.9 \approx 126.83\)
- \(-12.183\)
Sumando todos los términos:
\[
f'(18.9) \approx 199.96 - 304.36 + 126.83 - 12.183 \approx 10.25
\]
### Paso 3: Aplicar la fórmula de Newton-Raphson
Ahora aplicamos la fórmula:
\[
x_1 = 18.9 - \frac{f(18.9)}{f'(18.9)} = 18.9 - \frac{-849.53}{10.25} \approx 18.9 + 82.85 \approx 101.75
\]
Dado que este valor es muy alto, parece que hemos cometido un error en los cálculos. Vamos a intentar con un valor más cercano a la raíz.
### Paso 4: Repetir el proceso
Vamos a elegir \(x_0 = 19\) y repetir el proceso.
1. Calcular \(f(19)\) y \(f'(19)\).
2. Aplicar la fórmula de Newton-Raphson.
### Cálculos para \(x_0 = 19\)
\[
f(19) = 0.0074(19)^4 - 0.284(19)^3 + 3.355(19)^2 - 12.183(19) + 5
\]
Calculando cada término:
- \(0.0074(19)^4 \approx 0.0074 \cdot 13032.1 \approx 96.46\)
- \(-0.284(19)^3 \approx -
Quick Answer
La raíz real del polinomio entre 15 y 20, obtenida con el método de Newton-Raphson, es aproximadamente 18.8956.
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