给出C语言程序,要求用最速下降法迭代求解方程组x+3y^3+2z^2=0.5,x^2+3y+z^3=2,x^3+2y+2z^2=0.5在(-1,0.1.0.7)附近的根
时间: 2024-12-10 19:27:00 浏览: 8
求解实系数非线性方程组根的梯度法(含码)
为了用最速下降法(也称为梯度下降法)迭代求解这个方程组的近似解,在C语言中,你需要编写一个函数来计算目标函数的梯度,然后在一个循环中逐步调整变量的值以降低目标函数的值。这里是一个简化的示例,假设`f(x,y,z)`是我们需要最小化的函数:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
// 定义方程组的目标函数及其偏导数
double func(double x, double y, double z) {
return pow(x + 3 * pow(y, 3) + 2 * pow(z, 2), 2)
+ pow(x * x + 3 * y + pow(z, 3), 2)
+ pow(x * x * x + 2 * y + 2 * pow(z, 2), 2) - 2.5;
}
double grad_x(double x, double y, double z) {
return 2 * (x + 9 * pow(y, 2) * y + 4 * z * z - 0.5);
}
double grad_y(double x, double y, double z) {
return 6 * pow(x, 2) + 6 * y - 2 * pow(z, 3);
}
double grad_z(double x, double y, double z) {
return 4 * x * x + 4 * z - 6 * pow(y, 2);
}
// 最速下降算法核心部分
void descend(double* x, double* y, double* z, double alpha, int max_iter) {
for (int i = 0; i < max_iter; ++i) {
double dx = -grad_x(*x, *y, *z);
double dy = -grad_y(*x, *y, *z);
double dz = -grad_z(*x, *y, *z);
// 使用α作为学习率
*x += alpha * dx;
*y += alpha * dy;
*z += alpha * dz;
printf("Iteration %d: x=%lf, y=%lf, z=%lf, func=%lf\n", i + 1, *x, *y, *z, func(*x, *y, *z));
}
}
// 软件初始化并运行算法
int main() {
double x_init = -0.1, y_init = 0.1, z_init = 0.7;
double alpha = 0.01; // 学习率
int max_iter = 100; // 最大迭代次数
double x, y, z;
x = y = z = 0; // 初始化
descend(&x, &y, &z, alpha, max_iter);
printf("Final solution: x=%lf, y=%lf, z=%lf\n", x, y, z);
return 0;
}
```
这个代码片段展示了如何使用最速下降法寻找给定方程组在指定范围内的近似解。注意实际应用中可能需要对算法进行一些优化,如线搜索确定更好的学习率 `alpha` 或使用更复杂的收敛测试。
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