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NewtonDifficile

Newton Cosh

La méthode de Newton appliquée à cosh z = 1 : une infinité de racines doubles régulièrement espacées forme des bandes de convergence répétées.

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Fractale de Newton pour cosh z = 1, avec des bandes horizontales répétées et des frontières déformées empilées le long de l'axe imaginaire
La vue Newton de cosh z = 1 par FractalPark : bandes de convergence répétées le long de l'axe imaginaire, séparées par des bordures pliées et filiformes.

Vue d'ensemble

Avec f(z) = cosh z − 1, les racines sont 2πik pour tout entier k, et chacune est double. Elles se répètent à intervalles réguliers sur l’axe imaginaire et forment des bandes répétées.

La correction (cosh z − 1) / sinh z se simplifie hors des zéros en tanh(z/2). sinh z s’annule à chaque πik : les multiples pairs sont des racines et des points supprimables du quotient simplifié ; les vrais pôles sont les multiples impairs (2k+1)πi.

La périodicité de l’axe imaginaire apparaît dans les bandes horizontales et les fins bords.

Les mathématiques

Itération de Newton pour cosh

z(n+1) = z(n) - (cosh(z(n)) - 1) / sinh(z(n))

La règle de Newton est N(z) = z − f(z) / f′(z), avec f(z) = cosh z − 1 et f′(z) = sinh z. On soustrait la correction (cosh z − 1) / sinh z, égale à tanh(z/2) hors des zéros de sinh z.

Les solutions de cosh z = 1 sont z = 2πik et toutes sont des racines doubles. Près d’elles, l’erreur est environ divisée par deux à chaque pas : la convergence est linéaire, et non quadratique. Le dénominateur s’annule à chaque πik, mais les vrais pôles sont les multiples impairs (2k+1)πi.

Pour z₀ = 0.2i, la correction est tanh(0.1i) = i tan(0.1) ≈ 0.1003i, donc z₁ ≈ 0.0997i. Près de πi elle peut devenir très grande. L’implémentation borne la composante réelle et laisse le pas inchangé lorsque |sinh(z)|² < 1e-10 : ce sont des protections numériques, et non des affirmations sur l’application dépourvue de ces protections.

La période est 2πi : N(z + 2πi) = N(z) + 2πi.

Caractéristiques visuelles

Les bandes horizontales se répètent le long de l’axe imaginaire. Les frontières se courbent et forment de fins filaments verticaux.

Les ruptures nettes se rassemblent près des multiples impairs de πi, où la correction de Newton a de vrais pôles.

Remix et exemples

Pars du Document canonique

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Questions fréquentes

Quelle équation résout-on ?

Il cherche les solutions complexes de cosh(z) = 1 : z = 2πik pour tout entier k. Ce sont des racines doubles régulièrement espacées sur l’axe imaginaire.

Pourquoi certaines régions sont-elles extrêmement sensibles ?

sinh(z) s’annule en z = πik. Les multiples pairs sont des racines et des points supprimables du quotient simplifié ; les vrais pôles sont les multiples impairs (2k+1)πi. Près d’eux, la correction peut être énorme.

Fiche de formule

newtonCosh

Cette implémentation canonique de FractalPark est publiée et exécutable.

Aperçu déterministe de newtonCosh

Source canonique

Langage
frm-like/1
Bibliothèque standard
1
Mode du profil
parameter-plane
Centre du profil
0, 0
Zoom du profil
0.25
Itérations du profil
96
Niveau de preuve du profil
mechanical

Paramètres

Aucun paramètre déclaré

Source canonique

Cette révision canonique vérifiée est en lecture seule. Remix crée une copie modifiable distincte.

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Source et implémentation

ID de formule
a89891b1-8ccb-5d58-9fbb-05944b85ce3c
Nom canonique
newtonCosh
Nom d'origine
newtonCosh
Source historique
FractalPark
Implémentation actuelle
Propriété du projet

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