Add multivariate root finding (Newton and Cuyt's Halley)

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Dal 2/11/2026.

  • #1620 di @NAThompson — aperta

Valutazione

Difficoltà
5/5
Tempo stimato
Più di una settimana
Idoneità per principianti
12/100
Tipo di issue
Funzionalità
Chiarezza
Abbastanza chiara
Stato di attività
Attiva
Stack tecnologico
cpp
Ambito
tooling

Direzione di ricerca

Start from the scalar solvers in tools/roots.hpp (Newton, Halley, Schröder) to see the existing iteration and convergence conventions, then check autodiff.hpp for how forward-mode derivatives are exposed. Design the multivariate Newton step J(x)a = −F(x) and the Cuyt–Halley update first, since the globalization choice and the fallback near aᵢ + bᵢ/2 ≈ 0 are open questions. Done means a documented API with tests on known systems that converge to the expected roots and show cubic convergence for the Halley variant.

Scritto dal modello di indicizzazione a partire dal testo della issue.

Descrizione

tools/roots.hpp has Newton, Halley and Schröder for scalar equations, but there is no solver for a system F(x) = 0 with x in ℝⁿ.

Proposal:

  • Multivariate Newton: solve J(x) a = −F(x), with a line search or trust region for globalization.
  • Multivariate Halley via Cuyt's Padé approach (Cuyt & Van der Cruyssen 1983; Cuyt, ACM TOMS 1985): with a = −J⁻¹F and b = J⁻¹F″[a, a], update componentwise xᵢ ← xᵢ + aᵢ² / (aᵢ + bᵢ/2). It converges cubically, reuses one factorization of J for both solves, and needs only the directional second derivative F″[a, a], not the full tensor. Fall back to the Newton component where aᵢ + bᵢ/2 ≈ 0.
  • Derivatives from a user-supplied Jacobian, or from autodiff (forward-mode autodiff.hpp handles F″[a, a] directly).

Uses include equilibria, collocation, closest points on implicit curves and surfaces, and ray–surface intersection in rendering.

Lingua principale
C++
Stelle
377
Fork
269
Merge medio
12h 52m
PR unite (30g)
60

Preparare l'ambiente

Questo progetto non fornisce container di sviluppo, Dockerfile né guida per i contributori, quindi l'ambiente è a tuo carico: parti dal suo README e consulta la nostra guida al primo contributo per i passaggi generali.

Come iniziare

  1. Leggi tutta la issue e poi la guida ai contributi del progetto.
  2. Commenta sulla issue per dire che te ne occupi tu — evita che due persone facciano lo stesso lavoro.
  3. Fai un fork del repository e lavora su un branch.
  4. Apri una pull request che faccia riferimento al numero della issue.

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