Matlab笔记之三-非线性方程组求解算法.doc

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1、个人收集整理勿做商业用途求方程根的几种常用方法:搜索法a=0。001;step=3*pi/100000;fori=0:step:8*pi  x=4*cos(i);  y=4*sin(i);  z=i;  d=abs(x+y+0.5*z-2)/sqrt(1+1+0.25);ifd<=a     iendenda=0.001thetai=[]step=8*pi/100000fori=0:step:8*pi  x=4*cos(i)  y=4*sin(i)  z=i  d=abs(x+y+0.5*z—2

2、)/sqrt(1+1+0.25)ifd<=a%只有满足精度时才执行循环   ifisempty(thetai)%首先判断是否为空,将第一个放到thetai         thetai=[thetai,i]   else    %假如不为空,判断是否与前一结果差开两个步长      ifabs(i—thetai(length(thetai)))〉2*step           thetai=[thetai,i];个人收集整理勿做商业用途      else  %否的话与前一值相加初二theta

3、i(length(thetai))=(thetai(length(thetai))+i)/2      end   endendendx=4*cos(thetai)y=4*sin(thetai)z=thetai区间二分法:与对分查找法相同1区间二分法求出的仅仅是方程的一个单根,如果方程有重根或者多个根时,在做区间二分法时就会出现分叉,这样方程有几个根,就会产生几个实数序列,每一个实数序列的极限便是方程的一个根2通常用区间二分法为一些迭代法提供靠近x^*的初始选代值;3区间二分法的缺点是不能求方程

4、的复数根。formatlong  a=5;  b=6;  x1=a;  x2=b;  f1=4*cos(x1)+4*sin(x1)+0。5*x1—2;      f2=4*cos(x2)+4*sin(x2)+0.5*x2—2;  step=0。000001;  ii=0;whileabs(x1-x2)>step个人收集整理勿做商业用途  ii=ii+1;  x3=(x1+x2)/2;  f3=4*cos(x3)+4*sin(x3)+0。5*x3—2;iff3~=0  iff1*f3<0    x

5、2=x3;  else    x1=x3;  endendendx3f=[4*cos(x3)+4*sin(x3)+0。5*x3]disp(['迭代次数:',num2str(ii),'次’])牛顿迭代法求解:在方程f(x)=0有实数根的情况下,若能够将方程等价地转化成x=g(x)的形式,然后取一个初始值x0代入x=g(x)的右端,算得x1=g(x0),再计算x2=g(x1),这样依次类推x(k+1)=g(x(k))可以得到一个序列xk,通常称g(x)为迭代函数,序列xk为由迭代函数产生得迭代序列,

6、x0为迭代初始值。个人收集整理勿做商业用途同一个方程,不同等价形式的转换产生的迭代法可能收敛,也有可能发散.关于迭代法的敛散性判定有下面的定理(也称李普希兹(Lipschitz定理):如果迭代函数g(x)在区间[a,b]上连续,且满足以下条件,1对于任意的x=[a,b],有g(x)=[a,b]2在区间内(a,b)内,函数g(x)满足Lipschitz条件,即存在常数L>0,使得对于任意的x,y=(a,b),都有|g(x)-g(y)|=〈L

7、x—y

8、,如果有L<1,则迭代格式xk+1=g(xk),

9、k=0,1,2,。.对于任意的迭代初始值x0=[a,b]均是收敛的这里与x和y无关的正常数L称为Lipschitz常数。一种较为特殊得迭代法为牛顿(Newton)迭代法xk+1=xk—f(xk)/f'(xk)相应迭代函数为g(x)=x—f(x)/f’(x)Newton迭代法的几何意义:它的第k+1次迭代值就是曲线y=f(x)在点(xk,f(xk))处切线y-f(xk)=f'(xk)(x=xk)与轴的交点的横坐标,%解方程:f=4*(cos(x1)+sin(x1)+0。5*x1-2)=0x0=9。

10、6;x1=x0-(4*(cos(x0)+sin(x0))+0。5*x0-2)/(4*(cos(x0)-sin(x0))+0。5);whileabs(x1-x0)>0。000001   x0=x1;x1=x1-(4*(cos(x0)+sin(x0))+0。5*x0-2)/(4*(cos(x0)-sin(x0))+0.5);endf=4*(cos(x1)+sin(x1)+0.5*x1-2)个人收集整理勿做商业用途弦截法:单点弦截法:连接两个端点与作弦(a,f(a))与(b,f(b))作弦,此弦与轴交

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