Bisekcija (razpolavljanje) je postopek računanja približkov realnih ničel polinoma, ki so lihe stopnje. Z metodo bisekcije ničlo omejimo na dovolj majhen interval (intervale razpolavljamo) in določimo njen približek.
Z metodo bisekcije poiščimo realno ničlo polinoma $p(x)=x^3-x-3$ na eno decimalko natančno. Vrednosti spremenljivke naj bodo točne, vrednosti polinoma pa zaokroži na dve decimalki natančno.
Decimalna števila zapisuj z decimalno vejico, npr. $5,3$, ne pa s piko.
Zakaj smo uporabili bisekcijo?
Ker ničel ne znamo poiskati analitično.
| $x$ | $-3$ | $-2$ |
$-1$ |
$0$ |
$1$ |
$2$ | $3$ |
| $p(x)$ | $-1$ |
$-2$ | $-7$ | $-10$ | $-5$ |
$14$ | $53$ |
Ničla je na intervalu $(1, 2)$.
| $x$ | $1$ |
$1,5$ | $2$ |
| $p(x)$ | $-5$ |
$2,38$ |
$14$ |
Ničla je na intervalu $(1, 1˙5)$.
| $x$ | $1$ |
$1,25$ |
$1,5$ |
| $p(x)$ | $-5$ |
$-1,8$ |
$2,38$ |
Ničla je na intervalu $(1˙25, 1˙5)$.
| $x$ | $1,25$ |
$1,375$ | $1,5$ |
| $p(x)$ | $-1,8$ |
$0,16$ |
$2,38$ |
Ničla je na intervalu $(1˙25, 1˙375)$.
| $x$ | $1,25$ |
$1,3125$ |
$1,375$ |
| $p(x)$ | $-1,8$ |
$-0,85$ |
$0,16$ |
Ničla je na intervalu $(1˙3125, 1˙375)$.
| $x$ | $1,3125$ |
$1,34375$ |
$1,375$ |
| $p(x)$ | $-0,85$ |
$-0,35$ |
$0,16$ |
Ničla je na intervalu $(1˙34375, 1˙375)$.
| $x$ | $1,34375$ |
$1,359375$ |
$1,375$ |
| $p(x)$ | $-0,35$ |
$-0,1$ |
$0,16$ |
Ničla je na intervalu $(1˙359375, 1˙375)$.
Ničla: $x=1,4$
Zakaj smo uporabili bisekcijo?
Ker ničel ne znamo poiskati analitično.
| $x$ | $-3$ | $-2$ |
$-1$ |
$0$ |
$1$ |
$2$ | $3$ |
| $p(x)$ | $-1$ |
$4$ | $7$ | $4$ | $1$ |
$4$ | $19$ |
Ničla je na intervalu $(-3, -2)$.
| $x$ | $-3$ |
$-2,5$ |
$-2$ |
| $p(x)$ | $-1$ | $-1,63$ | $4$ |
Ničla je na intervalu $(-2˙5, -2)$.
| $x$ | $-2,5$ |
$-2,25$ |
$-2$ |
| $p(x)$ | $-1,63$ | $1,61$ | $4$ |
Ničla je na intervalu $(-2˙5, -2˙25)$.
| $x$ | $-2,5$ |
$-2,375$ | $-2,25$ |
| $p(x)$ | $-1,63$ | $0,1$ |
$1,61$ |
Ničla je na intervalu $(-2˙5, -2˙375)$.
| $x$ | $-2,5$ |
$-2,4375$ | $-2,375$ |
| $p(x)$ | $-1,63$ | $-0,73$ |
$0,1$ |
Ničla je na intervalu $(-2˙4375, -2˙375)$.
| $x$ | $-2,4375$ | $-2,40625,$ |
$-2,375$ |
| $p(x)$ | $-0,73$ |
$-0,31$ |
$0,1$ |
Ničla je na intervalu $(-2˙40625, -2˙375)$.
| $x$ | $-2,40625,$ |
$-2,390625$ |
$-2,375$ |
| $p(x)$ | $-0,31$ |
$-0,1$ |
$0,1$ |
Ničla je na intervalu $(-2˙390625, -2˙375)$.
| $x$ | $-2,390625$ |
$-2,3828125$ | $-2,375$ |
| $p(x)$ | $-0,1$ |
$0,002$ |
$0,1$ |
Ničla je na intervalu $(-2˙390625, -2˙3828125)$.
| $x$ | $-2,390625$ |
$-2,38671875$ | $-2,3828125$ |
| $p(x)$ | $-0,1$ |
$-0,05$ |
$0,002$ |
Ničla je na intervalu $(-2˙38671875, -2˙3828125)$.
| $x$ | $-2,38671875$ |
$-2,384765625$ | $-2,3828125$ |
| $p(x)$ | $-0,05$ |
$-0,02$ |
$0,002$ |
Ničla je na intervalu $(-2˙384765625, -2˙3828125)$.
Ničla: $x=-2,38$.
Zakaj smo uporabili bisekcijo?
Ker ničel ne znamo poiskati analitično.
| $x$ | $-4$ | $-3$ | $-2$ |
$-1$ |
$0$ |
$1$ |
$2$ | $3$ | $4$ |
| $p(x)$ | $-122$ |
$-57$ |
$-18$ | $1$ | $6$ | $3$ |
$-2$ | $-3$ | $6$ |
Ničle so na intervalih $(-2, -1)$, $(1, 2)$ in $(3, 4)$.
| $x$ | $-2$ |
$-1,5$ |
$-1$ |
| $p(x)$ | $-18$ | $-6,38$ |
$1$ |
Ničla je na intervalu $(-1˙5, -1)$.
| $x$ | $-1,5$ |
$-1,25$ |
$-1$ |
| $p(x)$ | $-6,38$ |
$-2,2$ | $1$ |
Ničla je na intervalu $(-1˙25, -1)$.
| $x$ | $-1,25$ |
$1,125$ | $-1$ |
| $p(x)$ | $-2,2$ | $-0,49$ |
$1$ |
Ničla je na intervalu $(-1˙125, -1)$.
| $x$ | $-1,125$ | $-1,0625$ |
$-1$ |
| $p(x)$ | $-0,49$ |
$0,28$ |
$1$ |
Ničla je na intervalu $(-1˙125, -1˙0625)$.
Ničla: $x=-1,1$
| $x$ | $1$ |
$1,5$ | $2$ |
| $p(x)$ | $3$ |
$0,38$ |
$-2$ |
Ničla je na intervalu $(1˙5, 2)$.
| $x$ | $1,5$ | $1,75$ |
$2$ |
| $p(x)$ | $0,38$ |
$-0,89$ |
$-2$ |
Ničla je na intervalu $(1˙5, 1˙75)$.
| $x$ | $1,5$ | $1,625$ |
$1,75$ |
| $p(x)$ | $0,38$ |
$-0,27$ |
$-0,89$ |
Ničla je na intervalu $(1˙5, 1˙625)$.
| $x$ | $1,5$ | $1,5625$ |
$1,625$ |
| $p(x)$ | $0,38$ |
$0,05$ |
$-0,27$ |
Ničla je na intervalu $(1˙5625, 1˙625)$.
Ničla: $x=1,6$
| $x$ | $3$ | $3,5$ |
$4$ |
| $p(x)$ | $-3$ | $-0,13$ |
$6$ |
Ničla je na intervalu $(3˙5, 4)$.
| $x$ | $3,5$ |
$3,75$ |
$4$ |
| $p(x)$ | $-0,13$ |
$2,48$ |
$6$ |
Ničla je na intervalu $(3˙5, 3˙75)$.
| $x$ | $3,5$ |
$3,625$ | $3,75$ |
| $p(x)$ | $-0,13$ |
$1,07$ |
$2,48$ |
Ničla je na intervalu $(3˙5, 3˙625)$.
| $x$ | $3,5$ |
$3,5625$ |
$3,625$ |
| $p(x)$ | $-0,13$ |
$0,45$ |
$1,07$ |
Ničla je na intervalu $(3˙5, 3˙5625)$.
| $x$ | $3,5$ |
$3,53125$ |
$3,5625$ |
| $p(x)$ | $-0,13$ |
$0,15$ |
$0,45$ |
Ničla je na intervalu $(3˙5, 3˙53125)$.
Ničla: $x=3,5$