• 【数值分析】非线性方程的二分法和(线性)插值法python实例


    《数值分析引论》-易大义,陈道琦 

    P387 第一题(1)(2)

    1.二分法(对分法或分半法)

     1 import math
     2 import numpy as np
     3 import matplotlib.pyplot as plt
     4 
     5 a=0.3
     6 b=0.4
     7 h=b-a
     8 p=1e-4
     9 x = np.arange(-0.3, 0.4, 0.0001)#可以自动生成x轴坐标,最小间隔为0.0001
    10 y=x**4-3*x+1
    11 plt.style.use('ggplot')#使用‘ggplot风格美化图表’
    12 plt.xlabel(u"x")
    13 plt.title(u'Dichotomy for roots')
    14 plt.plot(x,y,'r',linewidth=2)
    15 #计算迭代次数N
    16 N=math.ceil((math.log((b-a)/p)/math.log(2)))#向上取整
    17 A=[0]*(N+1)
    18 B=[0]*(N+1)
    19 X=[0]*(N+1)#保存中点
    20 F=[0]*(N+1)#保存中点的函数值
    21 FA=[0]*(N+1)
    22 x1=[0]*(N+1)
    23 A[0]=a
    24 B[0]=b
    25 for i in range(N): 
    26     X[i]=(A[i]+B[i])/2
    27     F[i]=X[i]**4-3*X[i]+1
    28     FA[i]=A[i]**4-3*A[i]+1
    29     if F[i]==0:
    30        x1=X[i]
    31     elif F[i]*FA[i]>0:
    32         A[i+1]=X[i]
    33         B[i+1]=B[i]
    34     elif F[i]*FA[i]<0:
    35         A[i+1]=A[i]
    36         B[i+1]=X[i]
    37     #print(A[i],B[i],F[i],FA[i])
    38 print('使用二分法迭代%d次后的根为%f'%(N,X[-2]))
    39 print('近似解序列为:',X[:-1])    

     2.正割法

     1 import numpy as np
     2 import matplotlib.pyplot as plt
     3 
     4 a=0.3
     5 b=0.4
     6 x=[0]*1000
     7 X=[]
     8 x1 = np.arange(-0.3, 0.4, 0.0001)#可以自动生成x轴坐标,最小间隔为0.0001
     9 y=x1**4-3*x1+1
    10 plt.style.use('ggplot')#使用‘ggplot风格美化图表’
    11 plt.xlabel(u"x")
    12 plt.title(u'Finding the roots by secant')
    13 plt.plot(x1,y,'r',linewidth=2)
    14 
    15 def fx(x):
    16     y=x**4-3*x+1
    17     return y
    18 x[0]=a
    19 x[1]=b
    20 for i in range(1000):
    21    root=x[i+1]-(x[i+1]-x[i])/(fx(x[i+1])-fx(x[i]))*fx(x[i+1])
    22    x[i+2]=root
    23    X.append(root)
    24    #if (x[i+2]-x[i+1])<0.0001:计算一次即可
    25    if x[i+2]==x[i+1]:
    26        break
    27    
    28 print('共迭代%d次'%i)
    29 print('正割法求根的近似解序列为:',X)
    30 print('正割法所求根为:',X[-1])

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/DJames23/p/12484213.html
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