割线法解非线性方程\n


割线法也用于解非线性方程。此方法类似于牛顿拉夫森法,但这里我们不需要求函数 f(x) 的导数。我们仅能使用 f(x) 通过使用牛顿差商公式在数值上求得 f’(x)。根据牛顿拉夫森公式,

我们知道,

现在,使用差商公式,我们得到,

用新 f’(x) 替换牛顿拉夫森公式中的 f’(x),我们可以找到割线公式来解非线性方程。

注意:对于此方法,我们需要任何两个初始猜测来开始求非线性方程的根。

输入和输出

Input:
The function f(x) = (x*x) - (4*x) - 10
Output:
The root is: -1.74166

算法

secant(x1, x2)

输入:两个根的初始猜测。

输出:非线性方程 f(x) 的近似根。

Begin
   f1 := f(x1)
   f2 := f(x2)
   x3 := ((f2*x1) – (f1*x2)) / (f2 – f1)
   while relative error of x3 and x2 are > precision, do
      x1 := x2
      f1 := f2
      x2 := x3
      f2 := f(x2)
      x3 := ((f2*x1) – (f1*x2)) / (f2 – f1)
   done
   root := x3
   return root
End

示例

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;

double absolute(double value) {             //to find magnitude of value
   if(value < 0)
      return (-value);
   return value;
}

double f(double x) {              //the given function x^2-4x-10
   return ((x*x)-(4*x)-10);
}

double secant(double x1, double x2) {
   double x3, root;
   double f1, f2;
   f1 = f(x1);
   f2 = f(x2);
   x3 = (f2*x1-f1*x2)/(f2-f1);

   while(absolute((x3-x2)/x3) > 0.00001) {         //test accuracy of x3
      x1 = x2;           //shift x values
      f1 = f2;
      x2 = x3;
      f2 = f(x2);                 //find new x2
      x3 = (f2*x1-f1*x2)/(f2-f1);          //calculate x3
   }

   root = x3;
   return root;              //root of the equation
}

main() {
   double a, b, res;
   a = 0.5;
   b = 0.75;
   res = secant(a, b);
   cout << "The root is: " << res;
}

输出

The root is: -1.74166

更新于: 2020 年 6 月 17 日

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