Math Problem Statement
On considère l'équation non linéaire suivante : f(x) = x + ln((x+1)/2) = 0.
1. Montrer que cette équation admet une solution réelle unique α dans [0, 1].
2. On voudrait résoudre cette équation par la méthode de point fixe, pour cela on considère l'équation suivante : x = g1(x) = 2e^(-x) - 1.
a) Montrer que cette équation est équivalente à l'équation f(x) = x + ln((x+1)/2) = 0.
b) Étudier la convergence de la méthode de point fixe xn+1 = g1(xn) sur [0, 1].
3. On considère maintenant une autre équation équivalente donnée par : x = g2(x) = ln(2 / (x+1)).
Étudier la convergence de la méthode de point fixe xn+1 = g2(xn) sur [0, 1].
4. On procède maintenant à une réduction de l'intervalle [0, 1].
a) Vérifier que α ∈ [1/4, 1/2] la méthode de point fixe xn+1 = g2(xn) converge.
b) Calculer les 10 premières itérations.
Solution
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Math Problem Analysis
Mathematical Concepts
Nonlinear equations
Fixed-point iteration
Convergence analysis
Logarithmic functions
Formulas
f(x) = x + ln((x+1)/2)
g1(x) = 2e^(-x) - 1
g2(x) = ln(2 / (x + 1))
Theorems
Fixed-point theorem
Convergence of fixed-point iteration
Suitable Grade Level
Undergraduate Mathematics
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