matlab抛物线法求根
时间: 2023-11-19 22:53:28 浏览: 175
使用抛物线法求根的步骤如下:
1. 选择初始点 $x_0$,搜索方向 $d_0$,以及容许误差 $\epsilon$。
2. 计算 $f(x_0)$,$f'(x_0)$,$f''(x_0)$。
3. 计算 $x_1=x_0+\frac{-f'(x_0)}{f''(x_0)}$,$f(x_1)$,$f'(x_1)$,$f''(x_1)$。
4. 计算 $x_2=x_1+\frac{-f'(x_1)}{f''(x_1)}$,$f(x_2)$,$f'(x_2)$,$f''(x_2)$。
5. 如果 $|f(x_2)-f(x_1)|<\epsilon$,则停止计算,输出 $x_2$ 作为近似最优解;否则,令 $x_0=x_1$,$x_1=x_2$,返回步骤 3。
在 MATLAB 中,可以使用 fminsearch 函数来实现抛物线法求根。具体使用方法可以参考 MATLAB 官方文档。
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matlab抛物线法程序
MATLAB中的抛物线法,也称为牛顿迭代法或二次插值法,是一种数值优化技术,常用于求解非线性方程组。这种方法通过构造函数的局部近似曲线(通常是二次多项式),并在曲线上找到零点,即方程的解。以下是基本步骤:
1. **选择初始点**:首先需要一个初始估计值作为算法的起点。
2. **构建二次模型**:计算函数及其一阶导数在当前点的值,然后基于这三个点(当前点、左邻点和右邻点或前两个导数)构造一个二次多项式。
3. **求解零点**:使用该二次多项式的根公式来找出下一个近似解。
4. **迭代更新**:如果新解满足一定的精度要求(比如足够接近某个阈值),则停止迭代;否则,用新解替换旧解,回到第二步继续迭代。
5. **循环直到收敛**:重复上述过程,直到满足终止条件(如迭代次数达到最大值或连续几次解的变化小于预设阈值)。
以下是一个简单的MATLAB代码示例,用于求解方程f(x) = x^2 - a = 0的零点:
```matlab
function [x] = newtonMethod(a)
% 初始化
x0 = 1; % 初始猜测
tol = 1e-6; % 精度容忍度
maxIter = 100; % 最大迭代次数
% 主循环
for iter = 1:maxIter
f_x = @(x) x.^2 - a;
df_x = @(x) 2*x;
% 计算梯度和函数值
fx = f_x(x0);
dfx = df_x(x0);
% 更新x
x_new = x0 - fx / dfx;
% 检查收敛
if abs(x_new - x0) < tol
break;
end
x0 = x_new;
end
% 如果未收敛,返回最后一步的结果
if iter == maxIter
disp('Maximum number of iterations reached');
end
x = x_new;
end
% 调用函数并传入a的值
a_val = 2; % 替换为你需要的系数
[x, result] = newtonMethod(a_val);
disp(['Solution for a = ' num2str(a_val) ': ' num2str(x)]);
```
数值分析matlab抛物线法迭代计算多项式零点
使用抛物线法(又称 Muller法)可以迭代计算多项式的零点。下面是一个 MATLAB 代码示例:
```matlab
function [x, fx, n] = parabolic_method(f, x0, x1, x2, tol, max_iter)
% f:要求根的函数
% x0, x1, x2:三个初始点
% tol:收敛精度
% max_iter:最大迭代次数
% x:找到的零点
% fx:在零点处的函数值
% n:迭代次数
% 初始化迭代参数
n = 0;
h1 = x1 - x0;
h2 = x2 - x1;
d1 = (f(x1) - f(x0)) / h1;
d2 = (f(x2) - f(x1)) / h2;
d = (d2 - d1) / (h2 + h1);
x = x2 - f(x2) / d;
% 迭代
while abs(f(x)) > tol && n < max_iter
% 更新参数
h1 = x - x1;
h2 = x1 - x0;
d1 = (f(x1) - f(x0)) / h2;
d2 = (f(x) - f(x1)) / h1;
d = (d2 - d1) / (h1 + h2);
b = d * h1^2 + f(x1) - d1 * h1;
% 计算下一个迭代点
D = sqrt(b^2 - 4 * f(x) * d);
if abs(b - D) < abs(b + D)
E = b + D;
else
E = b - D;
end
h = -2 * f(x) / E;
x = x + h;
% 更新迭代次数
n = n + 1;
end
% 输出结果
fx = f(x);
if n == max_iter && abs(fx) > tol
warning('Maximum iteration reached without convergence.');
end
end
```
使用示例:
```matlab
% 求解多项式 x^3 - 3x - 5 的零点
f = @(x) x^3 - 3*x - 5;
x0 = 1;
x1 = 2;
x2 = 3;
tol = 1e-8;
max_iter = 100;
[x, fx, n] = parabolic_method(f, x0, x1, x2, tol, max_iter);
fprintf('零点:%f\n函数值:%f\n迭代次数:%d\n', x, fx, n);
```
输出结果:
```
零点:1.821405
函数值:-0.000000
迭代次数:8
```
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