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MŽtodos NumŽricos

Jorge Juan G—mez Basanta
23 / Febrero / 1998

Este programa fue desarrollado por Jorge Juan G—mez Basanta
********************************************************************************** */
import java.applet.Applet;
import java.awt.Button;
import java.awt.Color;
import java.awt.Event;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Label;
import java.awt.TextArea;
import java.awt.TextField;
import java.awt.event.ComponentEvent;

public class NewtonRaphson extends Applet
{
	//Declaraci—n de controles
	Button botonTabular, botonNR;
	Label etiqueta, etiqueta2, etiqueta3, etiqueta4, etiqError, titulo, mensaje, ecuacion, autor;
	TextField campoLimInf, campoLimSup, campoDeltax, campoTol;
	TextArea campo;
	//Declaraci—n de variables globales
	double limInf, limSup, deltaX, x0, tolerancia;
	int contr = 0, tabb = 0;
	Color gris = new Color(204, 204, 204);
	//****************************init
	public void init()
	{
		//definir arreglos
		//valoresy = new double[100];
		//interface de usuario
		setLayout(null);
		resize(550, 250);
		titulo = new Label("Bienvenido al Programa de Newton-Raphson", Label.CENTER);
		add(titulo);
		titulo.setBounds(0, 5, 500, 18);
		autor = new Label("desarrollado por Jorge Juan G\u00F3mez Basanta", Label.CENTER);
		add(autor);
		autor.setBounds(0, 19, 500, 18);
		//*****
		ecuacion = new Label("Ecuaci\u00F3n: 3 x^2 - e^x = 0");
		add(ecuacion);
		ecuacion.setBounds(getInsets().left + 6, getInsets().top + 40, 200, 15);
		etiqueta = new Label("L\u00EDmite inferior:");
		add(etiqueta);
		etiqueta.setBounds(getInsets().left + 6, getInsets().top + 62, 84, 15);
		campoLimInf = new TextField(8);
		add(campoLimInf);
		campoLimInf.setBounds(getInsets().left + 90, getInsets().top + 60, 72, 18);
		//*****
		etiqueta2 = new Label("L\u00EDmite superior:");
		add(etiqueta2);
		etiqueta2.setBounds(getInsets().left + 6, getInsets().top + 82, 84, 15);
		campoLimSup = new TextField(8);
		add(campoLimSup);
		campoLimSup.setBounds(getInsets().left + 90, getInsets().top + 80, 72, 18);
		//*****
		etiqueta3 = new Label("\u0394x:");
		add(etiqueta3);
		etiqueta3.setBounds(getInsets().left + 6, getInsets().top + 102, 84, 15);
		campoDeltax = new TextField(8);
		add(campoDeltax);
		campoDeltax.setBounds(getInsets().left + 90, getInsets().top + 100, 72, 18);
		//*****
		etiqError = new Label("");
		add(etiqError);
		etiqError.setBounds(15, getInsets().top + 235, 500, 15);
		etiqError.setBackground(gris);
		botonTabular = new Button("Tabular funci\u00F3n");
		add(botonTabular);
		botonTabular.setBounds(6, 120, 152, 18);
		//botonTabular.setBackground(Color.orange);
		//***** newton rapshon
		etiqueta4 = new Label("Tolerancia:");
		add(etiqueta4);
		etiqueta4.setBounds(getInsets().left + 6, getInsets().top + 144, 84, 15);
		campoTol = new TextField(8);
		add(campoTol);
		campoTol.setBounds(getInsets().left + 90, getInsets().top + 142, 72, 18);
		botonNR = new Button("Newton-Raphson");
		add(botonNR);
		botonNR.setBounds(6, 162, 152, 18);
		//botonNR.setBackground(Color.orange);
		// ***** zona derecha
		campo = new TextArea(5, 20);
		add(campo);
		campo.setBounds(getInsets().left + 165, getInsets().top + 60, 370, 120);
		mensaje = new Label("");
		add(mensaje);
		mensaje.setBounds(getInsets().left + 165, getInsets().top + 182, 370, 45);
		campoLimInf.requestFocus();
	}
	//****************************event
	public boolean processEvent(Event event)
	{
		if (event.id == Event.ACTION_EVENT && event.target == botonTabular)
		{
			int error = 0;
			etiqError.setText("");
			etiqError.setBackground(gris);
			try
			{
				deltaX = (Double.valueOf(campoDeltax.getText())).doubleValue();
			}
			catch (NumberFormatException e)
			{
				etiqError.setBackground(Color.red);
				etiqError.setText("ERROR! Debes escribir \u0394x");
				error = 1;
			}
			try
			{
				limSup = (Double.valueOf(campoLimSup.getText())).doubleValue();
			}
			catch (NumberFormatException e)
			{
				etiqError.setBackground(Color.red);
				etiqError.setText("ERROR! Debes escribir el l\u00EDmite superior");
				error = 1;
			}
			try
			{
				limInf = (Double.valueOf(campoLimInf.getText())).doubleValue();
			}
			catch (NumberFormatException e)
			{
				etiqError.setBackground(Color.red);
				etiqError.setText("ERROR! Debes escribir el l\u00EDmite inferior");
				error = 1;
			}
			if (limSup < limInf)
			{
				etiqError.setBackground(Color.red);
				etiqError.setText("ERROR! El l\u00EDmite inferior debe ser menor que el l\u00EDmite superior.");
				error = 1;
			}
			if (deltaX < 0)
			{
				etiqError.setBackground(Color.red);
				etiqError.setText("ERROR! \u0394x debe ser positivo.");
				error = 1;
			}
			if (deltaX == 0)
			{
				etiqError.setBackground(Color.red);
				etiqError.setText("ERROR! \u0394x no puede ser cero.");
				error = 1;
			}
			if (deltaX > Math.abs(limSup - limInf))
			{
				etiqError.setBackground(Color.red);
				etiqError.setText("ERROR! El valor de \u0394x es inaceptable.");
				error = 1;
			}
			System.out.println("L\u00EDmite Inferior: ");
			System.out.println(limInf);
			System.out.println("L\u00EDmite Superior: ");
			System.out.println(limSup);
			System.out.println("\u0394x: ");
			System.out.println(deltaX);
			if (error == 0)
				tabular();
			return true;
		}
		else if (event.id == Event.ACTION_EVENT && event.target == botonNR)
		{
			int error = 0;
			etiqError.setText("");
			try
			{
				tolerancia = (Double.valueOf(campoTol.getText())).doubleValue();
			}
			catch (NumberFormatException e)
			{
				etiqError.setText("ERROR! Debes escribir la tolerancia");
				error = 1;
			}
			if (tolerancia > 0.1)
			{
				etiqError.setText("ERROR! La tolerancia es muy alta.");
				error = 1;
			}
			if (tolerancia < 0)
			{
				etiqError.setText("ERROR! La tolerancia debe ser positiva.");
				error = 1;
			}
			if (tolerancia == 0)
			{
				etiqError.setText("ERROR! La tolerancia no puede ser cero.");
				error = 1;
			}
			System.out.println("Tolerancia: ");
			System.out.println(tolerancia);
			if (error == 0)
				newtonraphson();
			return true;
		}
		return true;
		//return super.processComponentEvent((ComponentEvent)event);
		//return super.processEvent(event);
	}
	//*************************** evaluarfuncion
	public double evaluarfuncion(double num)
	{
		double resul = (3 * Math.pow(num, 2)) - Math.exp(num);
		return resul;
	}
	//*************************** evaluarderiv
	public double evaluarderiv(double num)
	{
		double resul = (6 * num) - Math.exp(num);
		return resul;
	}
	//*************************** evaluarsegderiv
	public double evaluarsegderiv(double num)
	{
		double resul = (6) - Math.exp(num);
		return resul;
	}
	//*************************** tabular
	public void tabular()
	{
		etiqError.setBackground(gris);
		etiqError.setText("");
		campo.setText("");
		tabb = 1;
		int encontreraiz = 0;
		double convergencia, incremento = 0;
		campo.append("x\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tf(x)\n");
		campo.append("ÑÑÑÑÑÑÑÑÑÑÑ\n");
		campo.append(String.valueOf(limInf));
		campo.append("\t\t\t\t\t\t\t\t\t" + String.valueOf(evaluarfuncion(limInf)));
		campo.append("\n");
		limInf += deltaX;
		for (double x = limInf; x < limSup + deltaX; x += deltaX)
		{
			campo.append(String.valueOf(x));
			campo.append("\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t");
			campo.append(String.valueOf(evaluarfuncion(x)));
			if ((evaluarfuncion(x - deltaX) * evaluarfuncion(x)) < 0)
			{
				campo.append("\nHay una raiz entre ");
				campo.append(String.valueOf(x - deltaX) + " y " + String.valueOf(x));
				contr++;
				if (contr == 1)
				{
					for (int factor = 1; factor <= 10; factor++)
					{
						incremento = (x - (x - deltaX)) / 10;
						x0 = (x - deltaX) + factor * incremento;
						System.out.println("x0  ");
						System.out.println(x0);
						System.out.println("incremento  ");
						System.out.println(incremento);
						convergencia = Math.abs((evaluarfuncion(x0) * evaluarsegderiv(x0)) / (evaluarderiv(x0) * evaluarderiv(x0)));
						if (convergencia < 1)
						{
							mensaje.setText(
								"Se elige a "
									+ String.valueOf(x0)
									+ " como x0 para el m\u00E9todo de Newton Rapshon, ya que cumple con el criterio de convergencia. Presiona Newton-Raphson para encontrar la ra\u00EDz.");
							factor = 10;
							encontreraiz = 1;
						} //if converg
					} //for factor
					if (encontreraiz == 0)
						contr = 0;
				} //for raices
			} // if encuentra raiz
			campo.append("\n");
		} // fin for
		if (contr == 0)
			mensaje.setText("No encontr\u00E9 ra\u00EDces.");
	}
	//*************************** newtonraphson
	public void newtonraphson()
	{
		int diverge = 0;
		double x = x0;
		if (contr == 0)
		{
			if (tabb == 0)
				mensaje.setText("Primero debes tabular.");
			else
				mensaje.setText("No se encontraron raices, intenta con otros l\u00EDmites.");
		}
		else
		{
			double raizirr, evalfx, evalderiv, cociente;
			int cont = 0;
			evalfx = evaluarfuncion(x0);
			evalderiv = evaluarderiv(x0);
			cociente = (evalfx / evalderiv);
			System.out.println("cociente  ");
			System.out.println(cociente);
			while (Math.abs(cociente) >= tolerancia)
			{
				raizirr = x - cociente;
				evalfx = evaluarfuncion(raizirr);
				evalderiv = evaluarderiv(raizirr);
				x = raizirr;
				cont++;
				cociente = (evalfx / evalderiv);
				System.out.println("cociente  ");
				System.out.println(cociente);
				if (cont == 25)
				{
					cociente = tolerancia + 1;
					mensaje.setText("El m\u00E9todo no converge.");
					diverge = 1;
				}
			} //while
			if (diverge == 0)
				mensaje.setText("La raiz es: " + String.valueOf(x));
		}
	}
	//****************************paint
	public void paint(Graphics g)
	{
	}
} //fin de clase