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)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
#include "stdio.h"
#include "math.h"
double a3, a2, a1, a0;
double f(double x)
{
//return a3*pow(x,3)+a2*pow(x,2)+a1*x+a0;
return a3*x*x*x+a2*x*x+a1*x+a0;
}
int main(){
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double a,b;
scanf("%lf %lf %lf %lf",&a3,&a2,&a1,&a0);
scanf("%lf %lf",&a,&b);
int flag=1;
for ( ;(b-a)>0.001; ) {
//while(b-a>0.001){
//printf("%lf %lf\n",a,b);
if (f(a)==0) {
flag=0; printf("%.2lf",a);break;
}else if (f(b)==0){
flag=0; printf("%.2lf",b);break;
}else if (f(a)*f(b)<0) {
if (f((a+b)/2.0)==0) {
//printf("%lf",f(a)*f(b));
flag=1;
break;
}else{
if (f((a+b)/2.0)*f(a)>0) {
a=(a+b)/2.0;
}else{
b=(a+b)/2.0;
}
}
}else{
flag=0;break;
}
}
if (flag==1) {
printf("%.2lf",(a+b)/2.0);
}
return 0;
}