C#: 布伦特方法实现及源码解析

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本文详细讲解了C#中Brent方法的实现,这是一种用于寻找非线性方程根的迭代算法。通过结合二分法、线性插值和逆二次插值,Brent方法能高效收敛。文中提供了完整的C#源码解析,包括算法步骤、关键计算和使用示例,有助于理解和应用数值分析中的根查找问题。

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C#: 布伦特方法实现及源码解析

在数值分析中,Brent Method布伦特方法是一种用于寻找非线性方程根的迭代算法。它可以在很少的迭代次数内快速且可靠地找到给定函数的根。

Brent方法结合了二分法、线性插值和逆二次插值,对于大部分非线性函数,它的收敛速度要比其他方法更快。本文将介绍如何在C#中实现Brent方法,并提供完整的源代码解析。

Brent 方法实现

Brent 方法的核心就是逆二次插值。逆二次插值是一种通过三个点拟合二次函数的方法,它可以极大地提高 Brent 方法的收敛速度。

首先,我们需要定义一个包含目标函数f(x)的委托类型:

public delegate double Function(double x);

然后,我们可以根据 Broyden, C.G. and M.J.D. Powell 的论文“Brent’s Method for Finding Zeros of Functions”中的描述,将 Brent 方法的实现分为以下几个步骤:

  1. 定义常量
const int ITMAX = 100;
const double EPS = 1.0e-10;
const double CGOLD = 0.3819660;
const double ZEPS = 1.0e-10;

其中,ITMAX 是最大迭代次数,EPS 是机器精度,CGOLD 是黄金分割比率,ZEPS 是一个非常小的值,用于避免除以 0 错误。

  1. 定义变量
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