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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
思路: 根据题意 首先给定阈值 (当阈值为0.1时答案错误 所以我猜测阈值小于等于0.01即可 这也和结果保留两位小数相契合)算出fa fb的值 判断fafb是否小于0 若是算出m 再计算fm 判断fm是否等于0 若是输出m 跳出循环 否则判断fmfa的乘积情况 这里提一下 如果乘积大于0 说明fmfb异号 如果乘积小于0 说明fmfb同号
#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main() {
double a3,a2,a1,a0;
scanf("%lf%lf%lf%lf",&a3,&a2,&a1,&a0);
double a,b;
scanf("%lf%lf",&a,&b);
double fa = pow(a,3)*a3 + pow(a,2)*a2 + pow(a,1)*a1 + a0;
double fb = pow(b,3)*a3 + pow(b,2)*a2 + pow(b,1)*a1 + a0;
while(b - a >= 0.01){
double m = (a + b)/2.0;
double fm = pow(m,3)*a3 + pow(m,2)*a2 + pow(m,1)*a1 + a0;
if(fm == 0){
printf("%.2f",m);
break;
}
if(fm*fa > 0){
a = m;
}
else{
b = m;
}
}
if(b - a < 0.01){
printf("%.2f",(a + b)/2.0);
}
return 0;
}