牛顿迭代法(Newton′smethodNewton′smethod)一般用于求函数的一个零点。
牛顿迭代法
牛顿迭代法三个步骤:
- 随机 / 猜一个pp值
- 求时的切线,即求导数
- 令p=p=切线零点,返回步骤22,重复若干次.
即:
重复得越多得到的根越精确,一般达到精度要求就可以停止.
例:求f(x)=x3−2x2+x−1f(x)=x3−2x2+x−1的一个零点
首先求出导数f′(x)=3x2−4x+1f′(x)=3x2−4x+1.然后就开始牛顿迭代.
#include <cstdio>
#include <cmath>
#define f(x) (x*x*x-2*x*x+x-1)
#define f1(x) (3*x*x-4*x+1)
int main() {
double x = 111, nx;
const double eps = 1e-6;
while(true) {
nx = x - f(x) / f1(x);
if(fabs(nx - x) < eps) break;
x = nx;
}
printf("%f\n", x);
return 0;
}
牛顿迭代法的应用
应用:只能求函数零点
应用除了求函数零点外,还可以求解:
a−−√mam
方法:设b=a−−√mb=am,则a=bma=bm,转换成求f(b)=bm−af(b)=bm−a的零点
首先求导。f′(b)=mbm−1f′(b)=mbm−1
下面是求平方根的程序:
#include <cstdio>
#include <cmath>
#define f(b) (b*b-a)
#define f1(b) (2*b)
double Sqrt(double a) {
double x = 111, nx;
const double eps = 1e-6;
while(true) {
nx = x - f(x) / f1(x);
if(fabs(nx - x) < eps) break;
x = nx;
}
return x;
}
int main() {
double x;
scanf("%lf", &x);
printf("%f\n", Sqrt(x));
return 0;
}