matlab如何编newton-raphson,Matlab中的Newton Raphsons方法?
3 个答案:
答案 0 :(得分:6)
你可以使用这样的实现:
function x = newton(f,dfdx,x0,tolerance)
err = Inf;
x = x0;
while abs(err) > tolerance
xPrev = x;
x = xPrev - f(xPrev)./dfdx(xPrev);
% stop criterion: (f(x) - 0) < tolerance
err = f(x); %
% stop criterion: change of x < tolerance
% err = x - xPrev;
end
并传递函数及其派生的函数句柄。这种衍生物可以通过一些不同的方法获得:手工分化,象征性区分或自动区分。您也可以在数字上执行区分,但这很慢并且需要您使用修改后的实现。所以我假设你已经以任何合适的方式计算了导数。然后你可以调用代码:
f = @(x)((x-4).^2-4);
dfdx = @(x)(2.*(x-4));
x0 = 1;
xRoot = newton(@f,@dfdx,x0,1e-10);
答案 1 :(得分:3)
没有办法代数获取m文件中定义的函数句柄或函数的派生词。您必须通过在多个点评估函数并近似导数来数字。
>> syms x %# Create a symbolic variable x
>> f = (x-4)^2-4; %# Create a function of x to find a root of
>> xRoot = 1; %# Initial guess for the root
>> g = x-f/diff(f); %# Create a Newton-Raphson approximation function
>> xRoot = subs(g,'x',xRoot) %# Evaluate the function at the initial guess
xRoot =
1.8333
>> xRoot = subs(g,'x',xRoot) %# Evaluate the function at the refined guess
xRoot =
1.9936
>> xRoot = subs(g,'x',xRoot) %# Evaluate the function at the refined guess
xRoot =
2.0000
在几次迭代之后,您可以看到xRoot的值接近真根的值(即2)。您还可以将函数求值放在while循环中,其条件可以检查每个新猜测与之前猜测之间的差异有多大,当该差异足够小时停止(即已找到根):
xRoot = 1; %# Initial guess
xNew = subs(g,'x',xRoot); %# Refined guess
while abs(xNew-xRoot) > 1e-10 %# Loop while they differ by more than 1e-10
xRoot = xNew; %# Update the old guess
xNew = subs(g,'x',xRoot); %# Update the new guess
end
xRoot = xNew; %# Update the final value for the root
答案 2 :(得分:0)
% Friday June 07 by Ehsan Behnam.
% b) Newton's method implemented in MATLAB.
% INPUT:1) "fx" is the equation string of the interest. The user
% may input any string but it should be constructable as a "sym" object.
% 2) x0 is the initial point.
% 3) intrvl is the interval of interest to find the roots.
% returns "rt" a vector containing all of the roots for eq = 0
% on the given interval and also the number of iterations to
% find these roots. This may be useful to find out the convergence rate
% and to compare with other methods (e.g. Bisection method).
%
function [rt iter_arr] = newton_raphson(fx, x, intrvl)
n_seeds = 10; %number of initial guesses!
x0 = linspace(intrvl(1), intrvl(2), n_seeds);
rt = zeros(1, n_seeds);
% An array that keeps the number of required iterations.
iter_arr = zeros(1, n_seeds);
n_rt = 0;
% Since sometimes we may not converge "max_iter" is set.
max_iter = 100;
% A threshold for distinguishing roots coming from different seeds.
thresh = 0.001;
for i = 1:length(x0)
iter = 0;
eq = sym(fx);
max_error = 10^(-12);
df = diff(eq);
err = Inf;
x_this = x0(i);
while (abs(err) > max_error)
iter = iter + 1;
x_prev = x_this;
% Iterative process for solving the equation.
x_this = x_prev - subs(fx, x, x_prev) / subs(df, x, x_prev);
err = subs(fx, x, x_this);
if (iter >= max_iter)
break;
end
end
if (abs(err) < max_error)
% Many guesses will result in the same root.
% So we check if the found root is new
isNew = true;
if (x_this >= intrvl(1) && x_this <= intrvl(2))
for j = 1:n_rt
if (abs(x_this - rt(j)) < thresh)
isNew = false;
break;
end
end
if (isNew)
n_rt = n_rt + 1;
rt(n_rt) = x_this;
iter_arr(n_rt) = iter;
end
end
end
end
rt(n_rt + 1:end) = [];
iter_arr(n_rt + 1:end) = [];
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