(1)画图法 注:对于某些看不清根的范围的函数,可以通过乘以一个较 大的系数以扩大函数值。 例3如图: y y=100f(x) 画图法的特点: y=f(x) 直观,但精度不高! O|/102030
(1)画图法 注:对于某些看不清根的范围的函数,可以通过乘以一个较 大的系数以扩大函数值。 y f (x) O 10 20 30 x y y 100 f (x) 例3 如图: 画图法的特点: 直观,但精度不高!
(2)扫描法 ①对于给定的f(x)及含根区间[ab],从x=a开始,以步长为 h (n∈z)在[a,b]内依次取节点:x=x0+ih(i=0,1,…,n) ②依次检查f(x)的符号,如果发现f(x)与f(x1)异号,则得 到一个有根区间[x2x+],同样的方法继续下去,就可以找 出[a,b]内的所有含根区间 扫描法的关键在于选取合适的步长! 步长h过大—漏根; 步长h过小——一计算量、存储量大,费时
(2)扫描法 ①对于给定的f(x)及含根区间[a,b],从 开始,以步长为 在[a,b]内依次取节点: 0 x a ( ) b a h n Z n 0 ( 0,1, , ); i x x ih i n ②依次检查 的符号,如果发现 与 异号,则得 到一个有根区间 同样的方法继续下去,就可以找 出[a,b]内的所有含根区间。 ( ) i f x 1 ( ) ( ) k k f x f x 1 [ , ], k k x x 扫描法的关键在于选取合适的步长! 步长h过大——漏根; 步长h过小——计算量、存储量大,费时
(3)对分法(二步法) ①取[a的中点r=a+b 计算f(r) 2 ②若f(a)f)=0,则x=r就是一个根;若f(a)f(r)>0,则取a=r; 若f(a)f(r)<0,则取b=r ③若b-a>ε(预先给定的精度要求),转向①,否则结束。 b 如果经n次对分后结束,则≤E,即n≥ In(b-a)-In a 2 In 2 所得的含根区间依次为:[ab][a1,b][a2b2],…,[an,b 在[an2bn中任取一点或取中点作为初值,即:x=b 2
(3)对分法(二步法) ①取[a,b]的中点 计算f(r) ②若f(a)f(r)=0,则x=r就是一个根;若f(a)f(r)>0,则取a=r; 若f(a)f(r)<0,则取b=r ③若b-a>ε(预先给定的精度要求),转向①,否则结束。 , 2 a b r , 2 n b a 即 ln( ) ln , ln 2 b a n 所得的含根区间依次为: 1 1 2 2 [ , ],[ , ],[ , ], ,[ , ] n n a b a b a b a b 在[an ,bn ]中任取一点或取中点作为初值,即: 0 . 2 n n a b x 如果经n次对分后结束,则
例4用对分法求方程f(x)=x3x-1=0在区间[1,15]内的根的初值 (E=05×102)。 解:取a=1,b=15,注意到f(1)=1<0,f(1.5)=0.875>0,因此 在[a,b]内至少存在一个根。查看计算结果 当对分到第7次时,区间长度为0.0039<0005,满足精度 要求,取 1.3203+1.3242 =1.3223 对分法的特点: 可以求任意精度的方程的根,但计算量大
例4 用对分法求方程f(x)=x3-x-1=0在区间[1,1.5]内的根的初值 (ε=0.5×10-2)。 解:取a=1,b=1.5,注意到f(1)=-1<0,f(1.5)=0.875>0,因此 在[a,b]内至少存在一个根。查看计算结果 当对分到第7次时,区间长度为0.0039<0.005,满足精度 要求,取 0 1.3203 1.3242 1.3223. 2 x 对分法的特点: 可以求任意精度的方程的根,但计算量大
a tb 2 f(r) 0[1,15] 125 0.2969 1[125,15] 1.375 022461 2[1.25,1375] 13125 0.0515 3[131251375]1343750.08261 4[13125,134375]1.32810.01458 5[1.3125,1.3281]1.3203 0.0187 6[1.320313281]1.3242 0.0021 [13203,1.3242]
7 [1.3203,1.3242] 6 [1.3203,1.3281] 1.3242 -0.0021 5 [1.3125,1.3281] 1.3203 -0.0187 4 [1.3125,1.34375] 1.3281 0.01458 3 [1.3125,1.375] 1.34375 0.08261 2 [1.25,1.375] 1.3125 -0.0515 1 [1.25,1.5] 1.375 0.22461 0 [1,1.5] 1.25 -0.2969 i [ , ] i i a b 2 i i i a b r ( ) i f r