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计算方法-C语言二分法求根

时间:2016-05-01 19:00:06      阅读:1309      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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问题:

给出方程f(x) = x^3+10x-20,求该方程在(1,2)上的根,其精度不小于10^-4

看似很简单的一个小问题,其实有很有细节值得注意,先给出代码

方法一:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

double f(double x)
{
    return x*x*x+10*x-20;
}

int main()
{
    double l,r,mid,ans;
    l = 1;
    r = 2;
    while(1) {
        mid = (l+r)/2;
        double cnt = f(mid);
        if(fabs(cnt) <= 0.0001) {
            ans = mid;
            printf("%lf\n",cnt);
            break;
        }
        if(cnt > 0) r = mid;
        else l = mid;
    }
    printf("%.4lf\n",ans);
    return 0;
} 

方法二:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

double ans;

double f(double x)
{
    return x*x*x+10*x-20;
}

void m(double l,double r)
{
    double mid = (l+r)/2;
    double cnt = f(mid);
    if(fabs(cnt) <= 1e-4) {
        ans = mid;
        return ;
    }
    if(cnt > 0) m(l,mid);
    else m(mid,r);
}

int main()
{
    m(1,2);
    printf("%.4lf\n",ans);
    return 0;
} 

两种方法没有本质上的区别,算法实质是一样的,只是在程序实现手段上稍有不同,方法一用的循环,而方法二用的递归。

有这么几点需要注意

(1)如何确定精度小于1e-4

首先我们要想明白,我们要确定的是“根”的精度,即让f(ans)=0的那个ans的计算值和真理值得差不大于1e-4,我们不知道所谓的真理值是多少,但是我们能确认他的函数值,即0,因此这个问题就转化成了我们计算得到的值ans的函数值f(ans)与0的绝对值差要不大于1e-4,因而我们就可以每次求出当前的mid即可能中点的值,看看他与0的差距是否小于等于1e-4,如果是,这个mid就是我们最终要求的结果。

(2)关于每次迭代l和r的值的确定,暂时没有发现什么一般性的规则,只是在这道题中,我们可以用图像很直观的表达出来l和r的更替规律

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首先很容易可以求出f(x)在定义域上为单调递增,然后在x=1的值是负的,在x=2的值是正的,那么二者之间就必然只有一个根了,因此如果当前求得的f(ans)的值为正数和负数的情况,根据该图,我们都能很清晰的看出来到底该把谁给赋值。

计算方法-C语言二分法求根

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原文地址:http://www.cnblogs.com/immortal-worm/p/5450870.html

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