正割法求解非線性方程\n


正割法也可用於求解非線性方程。此方法類似於牛頓-拉夫遜法,但在此處我們不需要找出函式的導數 f(x)。僅使用 f(x),我們可以透過使用牛頓差分公式來按數值找出 f’(x)。從牛頓-拉夫遜公式我們知道,

我們知道,

現在,使用差分公式,我們得到,

透過用新的 f’(x) 替換牛頓-拉夫遜公式中的 f’(x),我們可以找出正割公式來求解非線性方程。

注意:對於此方法,我們需要任意兩個初始猜測來開始找出非線性方程的根。

輸入和輸出

Input:
The function f(x) = (x*x) - (4*x) - 10
Output:
The root is: -1.74166

演算法

secant(x1, x2)

輸入:兩個初始猜測為根。

輸出:非線性方程 f(x) 中的近似根。

Begin
   f1 := f(x1)
   f2 := f(x2)
   x3 := ((f2*x1) – (f1*x2)) / (f2 – f1)
   while relative error of x3 and x2 are > precision, do
      x1 := x2
      f1 := f2
      x2 := x3
      f2 := f(x2)
      x3 := ((f2*x1) – (f1*x2)) / (f2 – f1)
   done
   root := x3
   return root
End

示例

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;

double absolute(double value) {             //to find magnitude of value
   if(value < 0)
      return (-value);
   return value;
}

double f(double x) {              //the given function x^2-4x-10
   return ((x*x)-(4*x)-10);
}

double secant(double x1, double x2) {
   double x3, root;
   double f1, f2;
   f1 = f(x1);
   f2 = f(x2);
   x3 = (f2*x1-f1*x2)/(f2-f1);

   while(absolute((x3-x2)/x3) > 0.00001) {         //test accuracy of x3
      x1 = x2;           //shift x values
      f1 = f2;
      x2 = x3;
      f2 = f(x2);                 //find new x2
      x3 = (f2*x1-f1*x2)/(f2-f1);          //calculate x3
   }

   root = x3;
   return root;              //root of the equation
}

main() {
   double a, b, res;
   a = 0.5;
   b = 0.75;
   res = secant(a, b);
   cout << "The root is: " << res;
}

The root is: -1.74166

更新時間: 2020年6月17日

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