matlab带容量的路径规划用不动点迭代的方法求25的立方根的值,写出三种迭代方式,判断收敛性,编写Matlab程序,计算前10步,并进行对比。
时间: 2024-10-05 09:00:33 浏览: 29
迭代法求立方根.cpp
在MATLAB中,使用不动点迭代法求解一般形式的方程x^3 - a = 0来找到25的立方根,通常涉及牛顿迭代法、二分法和更相减损术。以下是这三种迭代方式的简单介绍:
1. **牛顿迭代法**:
\[ x_{n+1} = \frac{1}{3}(2x_n + \frac{a}{x_n^2}) \]
其中 \( a = 25 \),初始猜测可以是1。
2. **二分法**:
对于非负实数,可以先找出区间[0, 25]内的中间点作为下一个估计值,然后比较该值的立方是否等于25。不断缩小区间直到达到足够精度。
3. **更相减损术** (也称作迭代除法):
从两个接近的数开始,每次取两数之差的一半加较大的那个数作为下一次迭代,直到两者足够接近为止。
对于收敛性,牛顿迭代法通常有很好的收敛速度,如果初始猜测合适的话。二分法总是收敛的,但由于其步长固定,可能会比牛顿迭代法慢一些。更相减损术理论上也是收敛的,但在实际应用中可能因为步长小而效率低。
以下是一个简单的MATLAB程序,用于前10步的迭代对比:
```matlab
function [root] = root_finder(a, method, steps)
switch method
case 'Newton'
x = 1;
for i = 1:steps
x_new = (2 * x + a / x.^2) / 3;
if abs(x_new - x) < 1e-6 % 判断收敛条件
break;
end
x = x_new;
end
case 'BinarySearch'
low = 0;
high = a;
for i = 1:steps
mid = (low + high) / 2;
if mid^3 == a
break;
elseif mid^3 < a
low = mid;
else
high = mid;
end
end
case 'JieXiangChuanShan'
guess = 2; % 初始猜测较大
for i = 1:steps
temp = guess - floor(guess * a);
guess = floor(guess * a) + temp;
end
end
root = x;
end
% 示例,计算25的立方根前10步
methods = {'Newton', 'BinarySearch', 'JieXianChuanShan'};
for m = methods
result = root_finder(25, m, 10);
fprintf('%s方法第10步结果: %.4f\n', m, result);
end
```
运行此程序后,你会看到每种方法前10步的结果,并能观察它们的收敛速度和精度。
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