Isaac Newton

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Newton, Isaac (Woolsthorpe, Lincolnshire 1642 - Londra 1727), fisico e matematico inglese. Nel 1661 venne ammesso all’università di Cambridge, dove non frequentò regolarmente i corsi, dedicandosi invece alla libera lettura dei trattati di filosofia, scienza naturale e matematica dei più eminenti pensatori e scienziati dell’epoca. Nel 1667 venne eletto "fellow" del Trinity College e nel 1669 divenne professore di matematica a Cambridge, dove rimase fino al 1696. Gli anni di Cambridge corrispondono all’apice della sua creatività, particolarmente prodiga di scoperte e invenzioni. Dal 1684 al 1686 si dedicò intensamente alla stesura dell’opera Philosophiae naturalis principia mathematica (Principi matematici di filosofia naturale), meglio nota come Principia, che venne pubblicata nel 1687. Nel 1671 fu accolto tra i membri della Royal Society di Londra; nel 1703 ne divenne presidente, rinnovando annualmente la carica elettiva per tutta la vita. La sua opera principale, Opticks, venne pubblicata nel 1704.

Matematica

Programma

   
 

In matematica pare che Newton fosse autodidatta; le sue conoscenze progredirono grazie allo studio degli scritti di John Wallis, di Cartesio e della scuola olandese. Newton dette contributi in tutti i campi della matematica allora conosciuti. Fu particolarmente famoso per aver fornito le soluzioni ai problemi di geometria analitica del tempo. e per l'introduzione del "metodo delle flussioni" e il "metodo inverso delle flussioni", ovvero il calcolo differenziale e integrale, utilizzando il termine "flussione" poiché immaginò che una quantità "fluisse" da una grandezza a un’altra. Le flussioni venivano espresse algebricamente, come i differenziali, ma Newton utilizzò ampiamente (in modo particolare nei Principia) analoghe dimostrazioni geometriche, che considerava più chiare e rigorose.

Gli studi newtoniani di matematica rimasero ignoti fino al 1704, quando egli pubblicò, in appendice a Opticks, due opuscoli che presentavano le sue scoperte; ciò provocò un’accesa controversia con Leibniz circa la priorità dell’invenzione del calcolo infinitesimale. I contrasti, che proseguirono anche dopo la sua morte, coinvolsero anche le posizioni dei due pensatori in materia di fisica e metafisica. Le lezioni universitarie di matematica che Newton tenne dal 1673 al 1683 furono pubblicate nel 1707.

 

   
  Il metodo di Newton per calcolare "Radice" di a

xn+1 = 1/2(xn+a/xn) converge a ? a

//Radix1.cpp
#include<iostream.h>
int main()
{ float a,x,xx;
int j=0, passi;
cout<<" Numero: ";
cin>>a;
cout<<"Passi: ";
cin>> passi;
x=(1+a)/2;
do {
xx=x;
cout<<"passo "<<j+1<<" radice di "<<a<<"="<<xx << '\n';
x=(xx+a/xx)/2;
j++;
}while(j<passi);
return 0;
}

 
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Se f(x)=0 è l'equazione avente una sola radice nell'intervallo [a, b] e se la derivata prima la derivata seconda non si annullano mai (quindi per l'ipotesi di continuità hanno sempre lo stesso segno), si può ottenere una successione che converge alla soluzione utilizzando il metodo delle tangenti.


Poiché f"(x) è di segno costante, in uno dei due estremi la funzione avrà lo stesso segno di f", sia a tale estremo.
si assume, come primo valore approssimante la radice lo stesso estremo a:
x1=a
L'equazione della tangente nel punto (x1, f(x1)) è y= f(x1)+(x- x1) f'(x1).
essa interseca l'asse x in un punto compreso tra x1 e la soluzione, prenderemo questo punto come nuova approssimazione della soluzione. Da:
y=0
y= f(x1)+(x- x1) f'(x1)
si ottiene
x2=x1-f(x1)/f'(x1)
Procedendo allo stesso modo a partire da x2 si ottiene
x3=x2-f(x2)/f'(x2)

Le ipotesi fatte sulla f" garantiscono che la concavità non cambia e quindi che la successione delle tangenti intersecano l'asse x in punti dalla stessa parte rispetto la soluzione

#include<math.h>
#include<iostream.h>
float f(float x);
float f1(float x);
float f2(float x);
void ingresso( float &a, float &b);
int main()
{ float a, b, fa, fb,d,eps=0.0001;
int c=0, passi;
do { cout<<"estremi dell'intervallo "; cin>>a>>b; } while(f(a)*f(b)>0);
ingresso(a,b);
d=f(a)/f1(a);
cout<<"numero di iterazioni ";cin>>passi;
while((c<=passi)&&(fabs(d)>=eps)) {c++; a=a-d; d=f(a)/f1(a); }
if(c<=passi) cout<<"la radice Š "<<a<<" passi="<<c;
else cout<<"impossibile raggiungere la precisione richiesta";
return 0;
}
float f(float x)
{ float y;
y=exp(x)-4*x;
return(y);
}
float f1(float x)
{ float y1;
y1=exp(x)-4;
return(y1);
}
float f2(float x)
{float y2;
y2=exp(x);
return(y2);
}
void ingresso( float &a, float &b)
{ float ap;
if(f(a)*f2(a)<0) { ap=a; a=b; b=ap;}
}

 
 
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Alessandro del Gallo