给定x、n,a=i+1,i=0,1,···n,计算多项式 Pn (x) = a0x^n+ a1x^(n-1)+... + an的值。 (1)对不同的n,分别取x 为向量和矩阵,幂次作用在元素上,比较两种方法的计算效率(时间)。要求取大量数值,使得输出结果为图表
时间: 2024-09-08 18:02:08 浏览: 45
最小二乘法的基本原理和多项式拟合matlab实现.pdf
要计算多项式 Pn(x) 的值,我们可以使用霍纳法则(Horner's method),这种方法比直接展开多项式然后计算要高效。以下是使用霍纳法则的Matlab代码示例:
```matlab
function Pn = hornerPoly(a, x)
Pn = a(end); % 初始化为a的最后一个元素
for i = length(a)-1:-1:1
Pn = a(i) + x * Pn; % 逐步构建多项式值
end
end
```
为了比较向量和矩阵作用幂次的效率,我们需要定义一个函数来分别对向量和矩阵进行操作,并计算它们的执行时间。我们可以使用`tic`和`toc`来测量时间,以及使用`plot`来绘制结果。
下面的Matlab代码将会执行这些任务:
```matlab
function compareEfficiency(n)
% 生成a向量和x的值
a = [0:n]; % 生成i+1
x_vec = linspace(-5, 5, 1000); % 生成一个向量
X_mat = rand(100, 100); % 生成一个100x100的矩阵
% 计算向量x的多项式值
tic
Pn_vec = hornerPoly(a, x_vec);
time_vec = toc;
% 计算矩阵X的多项式值
tic
Pn_mat = arrayfun(@(x) hornerPoly(a, x), X_mat);
time_mat = toc;
% 绘制效率比较图
figure;
plot(x_vec, Pn_vec); % 绘制向量x的结果
hold on;
mesh(X_mat); % 绘制矩阵X的结果
hold off;
title(['效率比较 n = ' num2str(n)]);
xlabel('x');
ylabel('Pn(x)');
legend('向量x', '矩阵X');
% 输出时间结果
fprintf('向量x计算时间为:%f 秒\n', time_vec);
fprintf('矩阵X计算时间为:%f 秒\n', time_mat);
end
```
使用这个函数,你可以比较不同大小的`n`对于向量`x`和矩阵`X`计算多项式值的效率差异。请注意,你需要在一个脚本或命令窗口中调用`compareEfficiency`函数,并为不同的`n`值重复这个过程以收集数据,最后绘制出图表。
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