试用斐波那契法求函数 f(x)=x2-6x+2 在区间[0,10]上的极小点,要求缩短后的区间长度不大于原区间长度的8%。在Excel中求解
时间: 2024-04-02 12:35:35 浏览: 166
斐波那契法是一种基本的单变量无约束优化算法,它利用斐波那契数列的特性,在给定区间内逐步缩小搜索范围,找到函数的极小点。以下是在Excel中使用斐波那契法求解函数f(x)=x2-6x+2在区间[0,10]上的极小点的步骤:
1. 首先计算出区间[0,10]的长度length,即length=10-0=10。
2. 计算斐波那契数列中第k个数fib(k)满足fib(k) >= length / (0.08 * length + 1),其中0.08是根据题目要求缩短后的区间长度不大于原区间长度的8%所得。
在Excel中可以使用以下公式计算斐波那契数列中第k个数:=ROUND(((POWER((1+SQRT(5))/2,k)-POWER((1-SQRT(5))/2,k))/SQRT(5)),0),其中k为斐波那契数列中的位置。
3. 设定初始区间[a,b],其中a=0,b=10。
4. 计算出区间长度为斐波那契数列中第k个数的新区间长度,即length_new=fib(k)/fib(k+1)*(b-a)。
5. 比较函数f在两个新端点f(a+length_new/fib(k+1))和f(a+length_new/fib(k+1)+length_new/fib(k)*0.01)的值,如果f(a+length_new/fib(k+1))更小,则新区间为[a,a+length_new/fib(k+1)+length_new/fib(k)*0.01],否则新区间为[a+length_new/fib(k+1),b]。
6. 如果区间长度小于等于原区间长度的8%,则停止迭代,输出当前区间的中点作为函数的极小点。
以下是在Excel中实现上述步骤的示例:
1. 计算区间长度:=10-0=10。
2. 计算斐波那契数列中第k个数:=ROUND(((POWER((1+SQRT(5))/2,k)-POWER((1-SQRT(5))/2,k))/SQRT(5)),0),其中k为斐波那契数列中的位置,这里假设k=6,计算得到fib(6)=8。
3. 设定初始区间:a=0,b=10。
4. 计算新区间长度:=fib(6)/fib(7)*(b-a)=8/13*10=6.153846154。
5. 比较函数f在两个新端点的值:f(a+length_new/fib(k+1))=f(0+6.153846154/13)=2.039,f(a+length_new/fib(k+1)+length_new/fib(k)*0.01)=f(0+6.153846154/13+6.153846154/8*0.01)=2.030,因此新区间为[0,6.153846154/13+6.153846154/8*0.01]=[0,0.96]。
6. 计算新区间长度:=0.96-0=0.96,小于等于原区间长度的8%,停止迭代,输出当前区间的中点作为函数的极小点:=(0+0.96)/2=0.48。
因此,函数f(x)=x2-6x+2在区间[0,10]上的极小点为0.48。
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