PTA:7-18 二分法求多项式单根 (20分)

  二分法求函数根的原理为:如果连续函数 f ( x ) f(x) 在区间 [ a , b ] [a,b] 的两个端点取值异号,即 f ( a ) f ( b ) < 0 f(a)f(b)<0 ,则它在这个区间内至少存在1个根 r r ,即 f ( r ) = 0 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 (a+b)/2 ;否则
  • 如果 f ( a ) f ( b ) < 0 f(a)f(b)<0 ,则计算中点的值 f ( ( a + b ) / 2 ) f((a+b)/2)
  • 如果 f ( ( a + b ) / 2 ) f((a+b)/2) 正好为0,则 ( a + b ) / 2 (a+b)/2 就是要求的根;否则
  • 如果 f ( ( a + b ) / 2 ) f((a+b)/2) f ( a ) f(a) 同号,则说明根在区间 [ ( a + b ) / 2 , b ] [(a+b)/2,b] ,令 a = ( a + b ) / 2 a=(a+b)/2 ,重复循环;
  • 如果 f ( ( a + b ) / 2 ) f((a+b)/2) f ( b ) f(b) 同号,则说明根在区间 [ a , ( a + b ) / 2 ] [a,(a+b)/2] ,令 b = ( a + b ) / 2 b=(a+b)/2 ,重复循环。
    加粗样式
      本题目要求编写程序,计算给定3阶多项式 f ( x ) = a 3 x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 f(x)=a_3 x^3+a_2x^2+a_1x+a_0 在给定区间 [ a , b ] [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 a 3 a 2 a 1 a 0 a_3、a_2、a_1、a_0 ,在第2行中顺序给出区间端点 a a b 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

#include <stdio.h>

float f(float a3, float a2, float a1, float a0, float x);
int main()
{
	float a3, a2, a1, a0;
	float a, b;
	float x;
	scanf("%f %f %f %f\n%f %f", &a3, &a2, &a1, &a0, &a, &b);//以上 /n 不要也是一样? 
	while (b-a>0.01)
	{

		if ( f(a3, a2, a1, a0, a)*f(a3, a2, a1, a0, b)<0 )
		{
			if( f(a3, a2, a1, a0, (a+b)/2) == 0 )
			{
				x =  (a+b)/2 ;
				break;
			}
			else if ( f(a3, a2, a1, a0, (a+b)/2)*f(a3, a2, a1, a0, a)>0 )
			{
				a = (a+b)/2;
			}
			else if ( f(a3, a2, a1, a0, (a+b)/2)*f(a3, a2, a1, a0, b)>0 )
			{
				b = (a+b)/2;
			}
			
		}
		else if ( f(a3, a2, a1, a0, a) == 0)
		{
			x = a;
			break;
		}
		else if ( f(a3, a2, a1, a0, b) == 0)
		{
			x = b;
			break;
		}
	
	}
	if (b-a<=0.01)
	{
		x = (a+b)/2;
	}
	printf("%.2f\n", x);
	
	return 0;
}

float f(float a3, float a2, float a1, float a0, float x)
{
	float ret;
	ret = a3*x*x*x + a2*x*x + a1*x + a0;
	return ret;
}
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