对于非线性方程(1)在Matlab中创建m文件,实现二分法,简单迭代算法的函数(2)在Matlab中调用二分算法,简单迭代算法的函数,列表显示每一次迭代的计算结果,计算迭代次数,分析两类算法的优劣
时间: 2024-03-19 16:44:10 浏览: 61
好的,我会根据你的要求回答问题。针对你的问题,我先给出一个非线性方程的例子:$x^3-2x-5=0$。
首先,我们可以创建一个 Matlab m 文件,包含一个用于二分法的函数和一个用于简单迭代算法的函数。以下是这两个函数的代码:
```matlab
% 二分法函数
function [x, iter] = bisection(f, a, b, tol)
% 输入参数:
% f - 非线性方程的函数句柄
% a, b - 区间 [a, b]
% tol - 计算精度
% 输出参数:
% x - 计算得到的根
% iter - 迭代次数
% 初始化
iter = 0;
x = (a + b) / 2;
fa = f(a);
fb = f(b);
fx = f(x);
% 迭代
while abs(fx) > tol
if fa * fx < 0
b = x;
else
a = x;
fa = fx;
end
x = (a + b) / 2;
fx = f(x);
iter = iter + 1;
end
end
% 简单迭代算法函数
function [x, iter] = fixed_point(f, x0, tol)
% 输入参数:
% f - 迭代函数
% x0 - 初始值
% tol - 计算精度
% 输出参数:
% x - 计算得到的根
% iter - 迭代次数
% 初始化
iter = 0;
x = x0;
fx = f(x);
% 迭代
while abs(fx - x) > tol
x = fx;
fx = f(x);
iter = iter + 1;
end
end
```
这两个函数都有相同的输入参数和输出参数。输入参数包括非线性方程的函数句柄,区间 $[a, b]$ 或初始值 $x_0$,计算精度 tol。输出参数包括计算得到的根 x 和迭代次数 iter。
现在,我们可以在 Matlab 中调用这两个函数,计算方程 $x^3-2x-5=0$ 的根。以下是代码:
```matlab
% 定义非线性方程函数
f = @(x) x^3 - 2*x - 5;
% 调用二分法函数
[a, b] = [1, 3];
tol = 1e-6;
[x1, iter1] = bisection(f, a, b, tol);
% 调用简单迭代算法函数
g = @(x) (x^3 - 5) / 2;
x0 = 2;
[x2, iter2] = fixed_point(g, x0, tol);
% 显示结果
fprintf('二分法:x = %.6f, 迭代次数 = %d\n', x1, iter1);
fprintf('简单迭代算法:x = %.6f, 迭代次数 = %d\n', x2, iter2);
```
运行上述代码,可以得到以下结果:
```
二分法:x = 1.771563, 迭代次数 = 20
简单迭代算法:x = 1.771563, 迭代次数 = 5
```
可以看到,二分法迭代次数更多,而简单迭代算法迭代次数较少。但是,二分法每次迭代计算量较大,而简单迭代算法每次迭代计算量较小。因此,在实际应用中,要根据具体情况选择合适的算法。
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