Nel caso non si vedesse a occhio la soluzione (cosa che nella realtà è più unica che rara) , si può usare, se possibile, il buon metodo di bisezione
Se guardiamo la $f(x)=4x + pi sin(x) - 4pi$, allora se $bar(x)$ è un suo zero, questo è proprio la soluzione dell'equazione di partenza perché avremmo $f(bar(x))=4bar(x) + pi sin(bar(x)) - 4pi =0$, da cui $4bar(x) + pi sin(bar(x)) = 4pi$
Appurato ciò, è sufficiente vedere che questa funzione è continua, la sua derivata è $f'(x)=4 + pi cos(x)$, e visto che $|cos(x)|<1$ sempre, segue che $f'(x)>0, \forall x in RR$. Perciò la funzione è (strettamente) crescente, e si vede che nell'aperto $(2,4)$ assume valori di segno discorde. Pertanto esiste, ed è
unico (via thm. degli zeri), lo zero della funzione, che determiniamo numericamente con il metodo di
bisezione.Lo schema è citato nel link. Applicandolo a un qualunque software, con la seguente porzioncina di codice, si ha:
- Codice:
f=@(x) 4*x + sin(x)*pi -4*pi;
a=2; %estremo a
b=4; %estremo a
tol=1e-6; %tolleranza
iter=0; %contatore iterazioni
maxit=150; %numero massimo di iterazioni
fa=feval(f,a); %Valutazione funzione agli estremi
fb=feval(f,b);
while (abs(a-b)>tol) && (iter<=maxit)
iter=iter+1
xm=(a+b)/2; %calcolo punto medio
fm=feval(f,xm);
if sign(fa)*sign(fm)<=0
b=xm;
fb=fm;
else
a=xm;
fa=fm;
end
xhist(iter)=xm;
end
disp(xm) %xm è lo zero della funzione
Il risultato numerico ottenuto è $bar(x)= 3.141592979431152$, che come vedi è un'approssimazione corretta di $pi$ solo per le prime sei cifre decimali, come abbiamo richiesto