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Newton Method

ニュートン法は一次のテイラー近似で根を求める手法である:x_{k+1}=x_k - f(x_k)/f'(x_k)。二次収束するが、導関数と良好な初期値を必要とする。

目的

根や極値を高速に求めるとともに、収束条件と限界を理解する。

メカニズム

現在の点でfを接線で近似し、その接線の零点を次の反復値とする。二次収束:|e_{k+1}|≈C|e_k|^2。最適化では更新式はx_{k+1}=x_k - H^(-1)∇f(ニュートンステップ)となる。正則なヘッセ行列と根に近い初期値が必要である。

ユースケース

  • 方程式のルートを求める
  • 制約なし最適化(unconstrained)
  • 数値解析のテクニック

関連ツール

References