Hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations

UDC 519.6, 517.98 The task of solving of nonlinear equations often involves the use of iterative methods that require multiple inversions of linear operators, which can be computationally costly, especially for large matrices or complex operators. We propose hybrid two-point methods that overcome th...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2026
Main Authors: Argyros, I. K., Shakhno, S., Havdiak, M., Argyros, M. I.
Format: Article
Language:English
Published: Institute of Mathematics, NAS of Ukraine 2026
Online Access:https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/9002
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal

Institution

Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal
_version_ 1866663705637289984
author Argyros, I. K.
Shakhno, S.
Havdiak, M.
Argyros, M. I.
Argyros, I. K.
Shakhno, S.
Havdiak, M.
Argyros, M. I.
author_facet Argyros, I. K.
Shakhno, S.
Havdiak, M.
Argyros, M. I.
Argyros, I. K.
Shakhno, S.
Havdiak, M.
Argyros, M. I.
author_institution_txt_mv [ { "author": "I. K. Argyros", "institution": "Department of Computing and Mathematical Sciences, Cameron University, Lawton, OK, USA" }, { "author": "S. Shakhno", "institution": "Department of Theory of Optimal Processes, Ivan Franko National University of Lviv, Lviv, Ukraine" }, { "author": "M. Havdiak", "institution": "Department of Theory of Optimal Processes, Ivan Franko National University of Lviv, Lviv, Ukraine" }, { "author": "M. I. Argyros", "institution": "College of Computing and Engineering, Nova Southeastern University, Fort Lauderdale, Florida, USA" } ]
author_sort Argyros, I. K.
baseUrl_str https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/oai
collection OJS
datestamp_date 2026-05-30T12:43:57Z
description UDC 519.6, 517.98 The task of solving of nonlinear equations often involves the use of iterative methods that require multiple inversions of linear operators, which can be computationally costly, especially for large matrices or complex operators. We propose hybrid two-point methods that overcome the indicated limitation by requiring only a single inversion of a fixed linear operator throughout the entire process. This approach preserves the rapid convergence and avoids the repeated inversions of $Q'(y_n)$ in each step. We provide both semilocal and local convergence analyses, utilizing a majorant function to control the Fréchet derivative of the operator. Numerical experiments confirm that the performance of our methods is comparable with the classical approaches but is characterized by much lower computational costs. These findings highlight the potentials of this technique as a practical alternative to Newton's method and other iterative methods requiring operator inversions.
doi_str_mv 10.3842/umzh.v78i5-6.9002
first_indexed 2026-05-30T01:00:36Z
format Article
fulltext
id umjimathkievua-article-9002
institution Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal
keywords_txt_mv keywords
language English
last_indexed 2026-05-31T01:00:33Z
publishDate 2026
publisher Institute of Mathematics, NAS of Ukraine
record_format ojs
resource_txt_mv
spelling umjimathkievua-article-90022026-05-30T12:43:57Z Hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations Hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations Argyros, I. K. Shakhno, S. Havdiak, M. Argyros, M. I. Argyros, I. K. Shakhno, S. Havdiak, M. Argyros, M. I. Two Point Methods; Banach space; Divided difference; Hybrid two Point Method; Convergence UDC 519.6, 517.98 The task of solving of nonlinear equations often involves the use of iterative methods that require multiple inversions of linear operators, which can be computationally costly, especially for large matrices or complex operators. We propose hybrid two-point methods that overcome the indicated limitation by requiring only a single inversion of a fixed linear operator throughout the entire process. This approach preserves the rapid convergence and avoids the repeated inversions of $Q'(y_n)$ in each step. We provide both semilocal and local convergence analyses, utilizing a majorant function to control the Fréchet derivative of the operator. Numerical experiments confirm that the performance of our methods is comparable with the classical approaches but is characterized by much lower computational costs. These findings highlight the potentials of this technique as a practical alternative to Newton's method and other iterative methods requiring operator inversions. УДК 519.6, 517.98 Гібридні двоточкові методи з використанням лише однієї інверсії для розв'язання нелінійних рівнянь Для розв'язання нелінійних рівнянь зазвичай застосовують ітераційні методи, які передбачають повторне обчислення обернених операторів. Це може призводити до великих обчислювальних затрат, особливо при роботі з великими матрицями або складними операторами. В нашій роботі запропоновано гібридні двокрокові методи, які вирішують цю проблему, потребуючи лише одне обернення для фіксованого лінійного оператора протягом усього процесу. Такий підхід зберігає швидку збіжність, уникаючи повторного обернення $Q'(y_n)$ на кожному кроці. Проведено аналіз локальної та напівлокальної збіжності з використанням мажорантної функції для контролю похідної Фреше оператора. Результати числових експериментів підтверджують, що запропоновані методи працюють на рівні класичних підходів. При цьому вони характеризуються значно меншими обчислювальними затратами. Отримані результати демонструють перспективність запропонованого підходу, як практичної альтернативи методу Ньютона та інших ітераційних методів, що потребують обчислення обернених операторів. Institute of Mathematics, NAS of Ukraine 2026-05-29 Article Article https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/9002 10.3842/umzh.v78i5-6.9002 Ukrains’kyi Matematychnyi Zhurnal; Vol. 78 No. 5-6 (2026); 361–362 Український математичний журнал; Том 78 № 5-6 (2026); 361–362 1027-3190 en https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/9002/10653 Copyright (c) 2026 I. K. Argyros, S. Shakhno, M. Havdiak, M. I. Argyros
spellingShingle Argyros, I. K.
Shakhno, S.
Havdiak, M.
Argyros, M. I.
Argyros, I. K.
Shakhno, S.
Havdiak, M.
Argyros, M. I.
Hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations
title Hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations
title_alt Hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations
title_full Hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations
title_fullStr Hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations
title_full_unstemmed Hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations
title_short Hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations
title_sort hybrid two-point methods using only one inverse for solving nonlinear equations
topic_facet Two Point Methods
Banach space
Divided difference
Hybrid two Point Method
Convergence
url https://umj.imath.kiev.ua/index.php/umj/article/view/9002
work_keys_str_mv AT argyrosik hybridtwopointmethodsusingonlyoneinverseforsolvingnonlinearequations
AT shakhnos hybridtwopointmethodsusingonlyoneinverseforsolvingnonlinearequations
AT havdiakm hybridtwopointmethodsusingonlyoneinverseforsolvingnonlinearequations
AT argyrosmi hybridtwopointmethodsusingonlyoneinverseforsolvingnonlinearequations
AT argyrosik hybridtwopointmethodsusingonlyoneinverseforsolvingnonlinearequations
AT shakhnos hybridtwopointmethodsusingonlyoneinverseforsolvingnonlinearequations
AT havdiakm hybridtwopointmethodsusingonlyoneinverseforsolvingnonlinearequations
AT argyrosmi hybridtwopointmethodsusingonlyoneinverseforsolvingnonlinearequations