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数学实验报告
实验序号:
班级姓名
日期:年月日
学号
实验名称:求代数方程的近似根问题背景描述:
求代数方程fx0的根是最常见的数学问题之一,当fx是一次多项式时,称fx0为线性方程,否则称之为非线性方程.当fx0是非线性方程时,由于fx的多样性,尚无一般的解析解法可使用,但如果对任意的精度要求,能求出方程的近似根,则可以认为求根的计算问题已经解决,至少能满足实际要求.
本实验介绍一些求方程实根的近似值的有效方法,要求在使用这些方法前先确定求根区间ab,或给出某根的近似值x0.
实验目的:
1了解代数方程求根求解的四种方法:对分法、迭代法、牛顿切线法2掌握对分法、迭代法、牛顿切线法求方程近似根的基本过程。
f实验原理与数学模型:
1.对分法对分法思想:将区域不断对分,判断根在某个分段内,再对该段对分,依此类推,直到满足精度为止.对分法适用于求有根区间内的单实根或奇重实根.设fx在ab上连续,fafb0,即fa0,fb0或fa0,fb0.则根据连续函数的介值定理,在ab内至少存在一点,使f0.下面的方法可以求出该根:ab1令x0,计算fx0;22若fx00,则x0是fx0的根,停止计算,输出结果xx0.若fafx00,则令a1a,b1x0,若fafx00,则令a1x0,b1b;x1,有ak、bk以及相应的xk
akbk.2a1b1.2
3若fxk为预先给定的精度要求,退出计算,输出结果xk反之,返回1,重复1,2,3.
akbk;2
以上方法可得到每次缩小一半的区间序列akbk,在akbk中含有方程的根.
akbk为根的近似值,显然有21111xkbkakbk1ak1k1ba2222以上公式可用于估计对分次数k.
当区间长bkak很小时,取其中点xk
2迭代法1迭代法的基本思想:由方程fx0构造一个等价方程
xx
从某个近似根x0出发,令
xk1xk,k012
可得序列xk,这种方法称为迭代法.若xk收敛,即
limxkx,
k
f只要x连续,有
limxk1limxklimxk
kkk

xx
可知,xk的极限x是xx的根,也就是fx0的根.当然,若xk发散,迭代法就失败.迭代过程xk1xk收敛的常用判别标准:当根区间ab较小r
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