الرئيسية < البحوث والدراسات < تفاصيل بحث أو دراسة
A Novel Mass Cancellation Mechanism for Constructing an Optimal Sixteenth-Order Modified Newton Method
| الباحث(ون): | - Afaf Mohamed almashkawi
- Entsar El Amin
|
| المؤسسة: | Faculty of oil, gas and renewable energy engineering, University of Zawia, Libya Faculty of Science - University of Zawia, Libya |
| المجال: | العلوم العامة: الرياضيات و الاحصاء و الفيزياء |
| منشور في: | العدد الثامن والثلاثون - يناير 2026 |
الملخص
تقدم هذه الدراسة فحصًا نظريًا شاملًا وتحققًا عدديًا دقيقًا لطريقة نيوتن المعدلة المبتكرة ذي المراحل الأربع، المصممة لحل المعادلات غير الخطية من الشكلf(x)=0. يحقق هذا المنهج رتبة التقارب المثلى P=16 باستخدام الحد الأدنى من عدد عمليات تقييم الدالة d=5 (أربع عمليات تقييم للدالة وعملية تقييم واحدة للمشتقة الأولى)، مما ينتج عنه مؤشر كفاءة عالٍ EI≈1.741.
تتمثل الفكرة الرئيسية في استخدام عوامل ترشيح مصممة بعناية تُجري "إلغاءً جماعيًا" متخصصًا لحد الخطأ وصولًا إلى الرتبة الخامسة عشرة. أُجري تقييم عددي شامل باستخدام دوال مرجعية ومسائل واقعية، مما أتاح مقارنة أداء شاملة مع المخططات المثلى الراسخة، ولا سيما طرق كينغ من الرتبة 8 و16. تُظهر النتائج المُتحصَّل عليها بوضوح أن هذه الطريقة تُوفر تقاربًا أسرع بكثير (تحقيق دقة الآلة في تكرار واحد، `ذات كفاءة حسابية أعلى وتُقدم بنية أكثر متانة جبريًا مقارنةً بالطرق المثلى الكلاسيكية والحديثة الرتبة. يُحدد التحليل نقاط قوة آلية إلغاء الكتلة، ويُقدم إرشادات لتطبيقها في الحساب العددي عالي الدقة.............
الكلمات المفتاحية:........... طريقة نيوتن المعدلة، المعادلات غير الخطية، طرق تكرارية عالية الرتبة، رتبة التقارب المثلى، مؤشر الكفاءة، آلية الإلغاء الجماعي.
Abstract
This study provides a comprehensive theoretical examination and rigorous numerical verification of the innovative modified Newtonian four-stage approach, designed to solve nonlinear equations of the form f(x)=0. The method achieves the optimal order of convergence P=16 using the minimum required number of functional evaluations, d=5 (four function evaluations and one first-derivative evaluation), resulting in a high Efficiency Index of EI≈1.741.
The main idea is to use carefully designed filtering factors that perform a specialized "mass cancellation" of the error threshold down to the fifteenth rank. A broad numerical assessment is conducted using benchmark functions and real-world problems, enabling a comprehensive performance comparison with well-established optimal schemes, particularly King-Type methods of order 8 and 16. The obtained results unequivocally demonstrate that the P=16 method provides significantly faster convergence (achieving machine precision in a single iteration,N=1), exhibits higher computational efficiency (EI gain), and offers a more algebraically robust construction compared to classical and modern high-order optimal methods. The analysis identifies the strengths of the Mass Cancellation mechanism, offering guidance for its application in high-accuracy numerical computation.................
Keywords:................
Modified Newtonian method, nonlinear equations, four-stage iterative methods, optimal convergence order, efficiency index, mass cancellation technique, high-order root-finding methods.