令和3年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問題 問1
非線形方程式 の近似解法であり,次の手順によって解を求めるものはどれか。ここで, には接線が存在するものとし,(3)で と新たな の差の絶対値がある値以下になった時点で繰返しを終了する。
〔手順〕
- 解の近くの適当な 軸の値を定め, とする。
- 曲線 の,点 における接線を求める。
- 求めた接線と, 軸の交点を新たな とし,手順(2)に戻る。
解答・解説
正解: エ. ニュートン法
非線形方程式 の近似解を、接線を用いて反復的に求める手法に関する問題です。
手順に示されているのは ニュートン法 のアルゴリズムです。
- 手順1: 初期値 を設定する。
- 手順2: 点 における接線を引く。
- 手順3: その接線と 軸の交点を新たな とし、手順2に戻って繰り返す。
これにより、近似値を徐々に真の解に近づけていく手法です。
各選択肢の解説
- ア オイラー法: 常微分方程式の初期値問題に対する数値解法です。微小な区間ごとの傾きを用いて次の値を近似します。
- イ ガウスの消去法: 連立一次方程式を解くための直接法です。前進消去と後退代入によって解を求めます。
- ウ シンプソン法: 定積分の近似値を求める数値積分法です。被積分関数を2次関数(放物線)で近似して面積を計算します。
- エ ニュートン法: 正解。手順に示されている通り、関数の接線を用いて の近似解を求める手法です。