7-5 二分法求多项式单根 (20分)
二分法求函数根的原理为:如果连续函数f(x)在区间[a,b]的两个端点取值异号,即f(a)f(b)<0,则它在这个区间内至少存在1个根r,即f( r )=0。
二分法的步骤为:
检查区间长度,如果小于给定阈值,则停止,输出区间中点(a+b)/2;否则
如果f(a)f(b)<0,则计算中点的值f((a+b)/2);
如果f((a+b)/2)正好为0,则(a+b)/2就是要求的根;否则
如果f((a+b)/2)与f(a)同号,则说明根在区间[(a+b)/2,b],令a=(a+b)/2,重复循环;
如果f((a+b)/2)与f(b)同号,则说明根在区间[a,(a+b)/2],令b=(a+b)/2,重复循环。
本题目要求编写程序,计算给定3阶多项式f(x)=a3x3+a2x2+a1x+a0在给定区间[a,b]内的根。
输入格式:
输入在第1行中顺序给出多项式的4个系数a3、a2、a1、a0,在第2行中顺序给出区间端点a和b。题目保证多项式在给定区间内存在唯一单根。
输出格式:
在一行中输出该多项式在该区间内的根,精确到小数点后2位。
输入样例:
3 -1 -3 1
-0.5 0.5
输出样例:
0.33
话不多说,先上代码
#define _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE 0
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
double a0, a1, a2, a3;
double target(double n){double f;f = a3*(n*n*n) + a2*(n*n) + a1*n + a0; //计算函数值return f;
}
int main(){double a, b;int i = 0;scanf("%lf %lf %lf %lf", &a3, &a2, &a1, &a0);scanf("%lf %lf", &a, &b);double f1, f2, n, f;f1 = target(a);f2 = target(b);if (f1*f2 < 0){n = (a + b) / 2;f = target(n);while (1){i++;if (f == 0){ //f正好为0,则n就是要求的根printf("%.2lf", n);break;}if (i == 100){ //当出现求不尽的情况时printf("%.2lf", n);break;}else if (f*f1 < 0){ //如果f与f1异号,则说明根在区间[a,n],令b=n,重复循环b = n;n = (n + a) / 2;}else if (f*f2 < 0){ //如果f与f2异号,则说明根在区间[n,b],令a=n,重复循环a = n;n = (n + b) / 2;}f = target(n);}}else if (f1 == 0){ //区间端点是根的情况printf("%.2lf", a);}else if (f2 == 0){ //区间端点是根的情况printf("%.2lf", b);}system("pause");return 0;
}
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