编写进退法程序。取初始点为0,步长为0.1,用该程序求解f(x) =x⁴ -x²-2x+5的极值区间。
时间: 2024-09-25 19:19:45 浏览: 56
进退法C++程序实现求解搜索区间
编写进退法(也称为牛顿法或二分查找法)用于寻找函数的局部极值点。对于给定的函数 f(x) = x^4 - x^2 - 2x + 5,我们首先需要满足两个条件:函数在某一点的导数为零,或者在这一点两侧函数值的符号相反。
以下是基本的进退法步骤:
1. 初始化:
- 设定初始猜测点 x0 = 0 (因为题目要求从0开始)
- 步长 h = 0.1
- 检查 f'(x0) 是否为零,如果不是,则函数在 x0 处不是极值点。
2. 进行迭代:
- 计算下一个猜测点 x1 = x0 - f'(x0) / f''(x0),这里 f''() 表示 f(x) 的二阶导数,它能帮助确定极值类型(最小值或最大值)
- 如果 |f(x1)| < |f(x0)|,说明可能找到了极小值区间的边界,继续搜索直到相邻点的函数值符号变化
- 否则,如果 |f(x1)| > |f(x0)| 或者 x1 越界,尝试减半步长 h,并将 x0 更新为 x1,然后重复步骤2
3. 结束条件:
- 当步长 h 小到一定程度(例如,小于某个预定阈值),或者连续两次计算得到的函数值符号相同,认为找到的点可能是极值点。
由于这是一个数学过程,实际编程时通常会设置一个循环,不断更新 x 和检查是否达到收敛条件。以下是一个简化的伪代码示例:
```python
def find_extremum(f, df, ddf, x0, h):
while True:
x1 = x0 - df(x0) / ddf(x0)
if abs(f(x1)) <= abs(f(x0)) or (x1 - x0) * ddf(x1) >= 0: # 达到收敛条件
return x1
x0 = x1
h /= 2 # 减少步长
# 使用这些函数定义
def f(x): return x**4 - 2*x + 5
def df(x): return 4*x**3 - 2*x - 2
def ddf(x): return 12*x**2 - 2
extreme_value = find_extremum(f, df, ddf, 0, 0.1)
```
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