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数値解析:ニュートン法による反復計算

技術士第一次試験 基礎科目/解析に関するもの/第5問(全15問)問題データ更新 2026-10-19

005五肢択一数値計算ニュートン法による反復計算●●○

方程式 x²-2=0 の正の解を、ニュートン法(x(n+1)=x(n)-f(x(n))/f′(x(n)))で求める。初期値を x₀=1 としたとき、2 回反復して得られる x₂ の値として最も適切なものは、次のうちどれか。ただし、小数第 4 位まで示している。

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解答正解 2

f(x)=x²-2、f′(x)=2x より、反復式は x(n+1)=x(n)-(x(n)²-2)/(2x(n))=(x(n)+2/x(n))/2 となる。x₁=(1+2)/2=1.5、x₂=(1.5+2/1.5)/2=17/12≒1.4167 である。ニュートン法は接線を用いる方法で、初期値が解に近ければ収束が速く、誤差の桁数が反復ごとにほぼ倍になる。

選択肢ごとの判定

11 回目の反復値 x₁。2 回目の反復を行っていない。
2正しい。x₁=1-(-1)/2=1.5、x₂=1.5-0.25/3=17/12≒1.4167 となる。
3解の真値 √2 の値。反復で得られる x₂ ではなく、収束先の値である。
4微係数を x₀ での値 2 に固定して反復した場合の値(1.5-0.25/2)。ニュートン法では各反復で f′ を更新する。
5二分法で区間 [1, 2] を 2 回半分にした場合の中点。手法を取り違えている。
根拠区分 工学基礎出典 数値解析の基礎(非線形方程式、ニュートン法)更新 2026-10-19

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