Basins of Attraction für Polynom vom Grad 8 mit nur reellen Nullstellen

Das Polynom 8. Grades

p (z) = (z + 4) (z + 3) (z + 2) (z + 1) (z - 1) (z - 2) (z - 3) (z - 4)

besitzt die acht reellen, ganzzahligen Nullstellen -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4.

Es entspricht dem expandierten Polynom p (z) = z⁸ - 30 z⁶ + 273 z⁴ - 820 z² + 576.

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Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Newton-Verfahren, B=[-5, 5]x[-5, 5]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Schröder-Verfahren, B=[-5, 5]x[-5, 5]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Basto-Verfahren, B=[-0.2, 0.2]x[-0.2, 0.2]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Whittaker I-Verfahren, B=[-0.6, 0.6]x[-0.6, 0.6]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Whittaker II-Verfahren, B=[-0.6, 0.6]x[-0.6, 0.6]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Laguerre-Verfahren, B=[-7, 7]x[-7, 7]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Laguerre-Verfahren, Zoom

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Sekanten-Verfahren, B=[-5, 5]x[-5, 5]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Bahgat-Verfahren, B=[-1, 1]x[-1, 1]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Steffensen-Verfahren, beta=-0.00001, B=[-7, 7]x[-7, 7]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Ridders-Verfahren, neg. Wurzel, B=[-6, 6]x[-6, 6]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Ridders-Verfahren, pos. Wurzel, B=[-6, 6]x[-6, 6]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Ostrowski-Verfahren, Zoom 1.5•10^4

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 King-Verfahren, beta=-2.25, Zoom 1.56•10^5

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Chun III-Verfahren, Zoom 5.8•10^7

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Feng-Verfahren, B=[-0.3, 0.3]x[-0.3, 0.3]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Feng-Verfahren, Zoom 2.74•10^5

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Feng-Verfahren, Zoom 5.17•10^10

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Fang-Ni-Chen-Verfahren, B=[-0.6, 0.6]x[-0.6, 0.6]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Rafiq-Rafiullah-Verfahren, B=[-0.6, 0.6]x[-0.6, 0.6]

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Sharma-Bahl-Verfahren, Zoom

Basins of Attraction (z+4)(z+3)(z+2)(z+1)(z-1)(z-2)(z-3)(z-4)=0 Chun-Stanica-Neta-Verfahren, B=[-1, 1]x[-1, 1]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Kanwar-Verfahren, alpha=100, B=[-10, 10]x[-10, 10]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Saaed-Aziz-Verfahren, B=[-5, 5]x[-5, 5]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Thukral-Verfahren, B=[-50, 50]x[-50, 50]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Tiruneh-Verfahren, B=-10, 10]x[-10, 10]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Ghanbari I-Verfahren, B=[-0.03, 0.03]x[-0.03, 0.03]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Ghanbari I-Verfahren, Zoom

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Ghanbari II-Verfahren, B=[-0.5, 0.5]x[-0.5, 0.5]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Golbabai-Javidi-Verfahren, Alg. 1, B=[-10, 10]x[-10, 10]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Golbabai-Javidi-Verfahren, Alg. 2, B=[-10, 10]x[-10, 10]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Golbabai-Javidi-Verfahren, Alg. 2, Zoom

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Ardelean-Verfahren, B=[-5, 5]x[-5, 5]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Ardelean-Verfahren, Zoom

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Chun-Neta-Verfahren, B=[-2.5, 2.5]x[-2.5, 2.5]

Basins of Attraction z^8-30z^6+273z^4-820z^2+576=0 Chun-Ham II-Verfahren, B=[-0.5, 0.5]x[-0.5, 0.5]

Weitere Berechnungen / Experimente

Falls Sie die obigen Resultate nachvollziehen oder weitere Berechnungen / Experimente mit unterschiedlichsten Parametereinstellungen vornehmen möchten, gehen Sie folgendermaßen vor:

Laden Sie das Program VOC (s. Vision of Chaos) herunter und installieren Sie es.
Laden Sie die folgenden beiden ZIP-Dateien mit dem Shader-A und der Palettendatei BFrain herunter und entpacken Sie diese.
Starten Sie das Programm VOC und laden Sie den Shader-A (s. dazu Hinweis bei Vision of Chaos).
Kopieren Sie die beiden Abschnitte "COEFFICIENTS of p(z)" und "ROOTS of p(z)" (s.u.) und ersetzen Sie diese im Shader.

Nun stehen Ihnen für die Funktion auf dieser Seite ca. 50 Iterationsverfahren für die Berechnung der
Basins of Attraction sowie der Konvergenzgeschwindigkeit (s. dazu Basins of Attraction - Algorithmen) zur Verfügung. Um diese Berechnungen auch für andere Funktionen durchzuführen, müssen Sie für die jeweilige Funktion nur ihre beiden Abschnitte "COEFFICIENTS of p(z)" und "ROOTS of p(z)" im Shader ersetzen.

Rootfind Shader-A.zip BFrain.zip

// COEFFICIENTS of p(z)
dvec2 a10= dvec2 (   0. , 0. );
dvec2 a9 = dvec2 (   0. , 0. );
dvec2 a8 = dvec2 (   1. , 0. );
dvec2 a7 = dvec2 (   0. , 0. );
dvec2 a6 = dvec2 ( -30. , 0. );
dvec2 a5 = dvec2 (   0. , 0. );
dvec2 a4 = dvec2 ( 273. , 0. );
dvec2 a3 = dvec2 (   0. , 0. );
dvec2 a2 = dvec2 (-820. , 0. );
dvec2 a1 = dvec2 (   0. , 0. );
dvec2 a0 = dvec2 ( 576. , 0. );
// ROOTS of p(z)
// must be set, if random_method=0 and color_scheme=0 or 3
dvec2 A = dvec2 ( -4. , 0. );
dvec2 B = dvec2 ( -3. , 0. );
dvec2 C = dvec2 ( -2. , 0. );
dvec2 D = dvec2 ( -1 , 0. );
dvec2 E = dvec2 ( 1. , 0. );
dvec2 F = dvec2 ( 2. , 0. );
dvec2 G = dvec2 ( 3. , 0. );
dvec2 H = dvec2 ( 4. , 0. );
dvec2 I = dvec2 ( 0.0 , 0.0 );
dvec2 J = dvec2 ( 0.0 , 0.0 );