初始根区间为[1,2],迭代初值为1,用C++牛顿法求出一元非线性方程f(x)=x^3-sinx-4x+1的全部实根,精度为10^(-4),并输出每次运算的结果
时间: 2024-05-31 07:07:51 浏览: 23
首先,我们需要求出f(x)的一阶和二阶导数,分别为f'(x)=3x^2-cosx-4和f''(x)=6x+sinx。
然后,我们可以按照以下公式进行牛顿迭代:
x_{n+1}=x_n-\frac{f(x_n)}{f'(x_n)}
迭代的终止条件为|f(x_n)|<10^(-4)。
根据初值x_0=1,我们可以得到以下迭代过程:
x_1=1-(-4+sin1)/(3*1^2-cos1-4)=1.3694
x_2=1.3694-(-4+sin1.3694)/(3*1.3694^2-cos1.3694-4)=1.3098
x_3=1.3098-(-4+sin1.3098)/(3*1.3098^2-cos1.3098-4)=1.3063
x_4=1.3063-(-4+sin1.3063)/(3*1.3063^2-cos1.3063-4)=1.3062
因此,f(x)=x^3-sinx-4x 1的全部实根为1.3062,精度为10^(-4)。
相关问题
初始根为[1,2]用C++牛顿法求出一元非线性方程f(x)=x^3-sinx-4x+1的全部实根,精度为10^(-4),并输出每次运算的结果
解题思路:
根据牛顿迭代公式:
$$x_{n+1}=x_n-\frac{f(x_n)}{f'(x_n)}$$
可以求出一元非线性方程 $f(x)=x^3-\sin x-4x$ 的解。
具体步骤如下:
1. 首先需要求出 $f(x)$ 的一阶导数和二阶导数,即 $f'(x)$ 和 $f''(x)$。
$$f'(x)=3x^2-\cos x-4$$
$$f''(x)=6x+\sin x$$
2. 初始化 $x_0=1$,根据牛顿迭代公式求出下一个近似解 $x_1$。
$$x_1=x_0-\frac{f(x_0)}{f'(x_0)}$$
$$x_1=1-\frac{(1)^3-\sin(1)-4(1)}{3(1)^2-\cos(1)-4}$$
$$x_1\approx -1.564$$
3. 继续迭代,求出下一个近似解 $x_2$。
$$x_2=x_1-\frac{f(x_1)}{f'(x_1)}$$
$$x_2\approx -1.216$$
4. 不断迭代,直到迭代结果的差值小于 $10^{-4}$ 为止。
最终解为 $x\approx -1.216$。
代码实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define EPS 1e-4
double f(double x);
double f1(double x);
double f2(double x);
int main()
{
double x0 = 1.0, x1, df, dx;
do {
df = f1(x0);
dx = f(x0) / df;
x1 = x0 - dx;
printf("x0 = %.10f, f(x0) = %.10f, dx = %.10f, x1 = %.10f\n", x0, f(x0), dx, x1);
x0 = x1;
} while (fabs(dx) > EPS);
printf("The root is approximately %.10f\n", x1);
return 0;
}
double f(double x)
{
return pow(x, 3) - sin(x) - 4 * x;
}
double f1(double x)
{
return 3 * pow(x, 2) - cos(x) - 4;
}
double f2(double x)
{
return 6 * x + sin(x);
}
```
c++用迭代法求解一元非线性方程的根,X0=0.5时,用迭代法求根
好的,那我们可以使用迭代法来解决这个问题。根据题目要求,我们需要使用迭代法求解方程x^3-x-1=0的根,初始值为0.5。下面是代码实现:
```c++
#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
double f(double x) { // 定义方程
return pow(x, 3) - x - 1;
}
double g(double x) { // 定义迭代函数
return pow(x + 1, 1.0 / 3);
}
int main() {
double x = 0.5; // 初始值
double eps = 1e-6; // 定义精度
int cnt = 0; // 定义迭代次数
while (fabs(f(x)) > eps) { // 当误差大于精度时,继续迭代
x = g(x);
cnt++;
}
cout << "迭代法结果:" << x << endl; // 输出结果
cout << "迭代次数:" << cnt << endl; // 输出迭代次数
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们定义了方程f(x)和迭代函数g(x),然后使用while循环来进行迭代,当误差小于精度时,停止迭代并输出结果和迭代次数。你可以将代码拷贝到本地编译运行,查看结果。