Одним из наиболее эффективных способов численного решения уравнений является метод итерации. Сущность этого метода заключается в следующем. Пусть дано уравнение
.
Заменим его равносильным уравнением
. (1)
Выберем начальное приближение корня и подставим его в правую часть уравнения (1). Тогда получим некоторое число
. (2)
Подставляя теперь в правую часть (2) вместо число получим число . Повторяя этот процесс, будем иметь последовательность чисел
(). (3)
Если эта последовательность сходящаяся, то есть существует предел , то переходя к пределу в равенстве (3) и предполагая функцию непрерывной найдем
или
.
Таким образом, предел является корнем уравнения (1) и может быть вычислен по формуле (3) с любой степенью точности.
Рис. 1а Рис. 1б
Рис. 2. - расходящийся процесс
На рис.1а, 1б в окрестности корня и процесс итерации сходится. Однако, если рассмотреть случай , то процесс итерации может быть расходящимся (см. рис.2).
Сформулируем достаточные условия сходимости метода итерации.
Теорема. Пусть функция определена и дифференцируема на отрезке , причем все ее значения и пусть при . Тогда процесс итерации сходится независимо от начального значения и предельное значение является единственным корнем уравнения на отрезке .