二分法求函数的零点:\n\n 有函数: f(x) = x5 - 15 * x4+ 85 * x3- 225 * x2+ 274 * x - 121\n\n 已知 f(1.5) > 0 , f(2.4)
时间: 2023-05-31 16:17:53 浏览: 342
### 回答1:
根据题目给出的信息,我们可以得出以下结论:
1. 需要使用二分法求解函数的零点。
2. 函数的表达式为:f(x) = x5 - 15 * x4+ 85 * x3- 225 * x2+ 274 * x - 121。
3. 已知 f(1.5) > 0 , f(2.4)。
根据这些条件,我们可以开始进行二分法求解函数的零点。具体操作方法如下:
1. 取中点:令 middle = (low + high) / 2,其中 low = 1.5,high = 2.4。
2. 计算函数值:计算 f(middle) 的值。
3. 判断中点位置:根据 f(middle) 的值与 0 的大小关系,判断中点的位置。
4. 更新上下界:根据中点位置更新上下界,令 low = middle 或 high = middle。
5. 重复执行步骤 1 到步骤 4,直到精度满足要求或算法收敛。
这样就可以求得函数的零点了。
### 回答2:
二分法是一种常用的求函数零点的方法。其中,零点指函数取值为0的点,在二维坐标系中可以看作函数的图像与x轴的交点。而在多维空间中,函数的零点可能对应着函数的一些特殊性质,比如说最小值、最大值等等。
具体到本题,我们需要使用二分法求解函数f(x)的零点。要求出函数的零点,我们需要先确定一个区间,使得函数在区间两端的取值符号不同。
根据题目描述,已知f(1.5) > 0,那么我们可以设置左端点a=1.5,右端点b=2.4。因为f(x)是一个5次方程,函数的图像很有可能出现多次上下波动,所以我们需要将原区间不断分割,只要符号不相同就继续分割,直到分割后的区间足够小。
步骤如下:
首先计算出函数在左右端点的取值:
f(a) = a^5 - 15 * a^4 + 85 * a^3 - 225 * a^2 + 274 * a - 121
f(b) = b^5 - 15 * b^4 + 85 * b^3 - 225 * b^2 + 274 * b - 121
可以发现,f(a)和f(b)的符号不同。所以我们将[a, b]区间进行一次二分,得到一个新的中点c:
c = (a+b)/2
此时,我们可以计算出f(c)的值,判断它与f(a)、f(b)的符号关系。如果f(c)与f(a)的符号相同,则说明零点在右半边,我们将新区间的左端点更新为c;如果f(c)与f(b)的符号相同,则说明零点在左半边,我们将新区间的右端点更新为c;如果f(c)恰好等于0,则说明c就是零点。
重复以上步骤,不断将区间进行二分,最终可以找到一个极小的区间[a', b'],使得f(x)=0的解位于[a', b']之间。可以通过不断缩小区间大小来控制计算精度,直到满足要求为止。
需要注意的是,二分法只能求解单调函数的零点,如果函数在某个区间内出现多个零点,则此方法可能失效,需要使用其他方法来精确计算函数的零点。
### 回答3:
本题要求使用二分法来求函数的零点。二分法属于一种迭代方法,每次迭代都将区间缩小一半,直至找到函数的零点,或者达到预定的迭代次数。具体步骤如下:
1. 初值设定
可以根据题目给出的初值 f(1.5) > 0 和 f(2.4) < 0 来进行初值设定。由于函数是一个五次多项式,可能有多个实数根,所以需要选择一个函数值正负不同的区间 [a, b] 来进行二分。这里可以选择 [1.5, 2.4] 这个区间。
2. 迭代计算
每次迭代的步骤如下:
(1)计算区间的中点 c = (a + b) / 2,并求出函数在中点处的函数值 f(c);
(2)判断 f(c) 与 0 的符号并更新区间 [a, b]。如果 f(c) > 0,则可以说明函数的零点在 [a, c] 这个区间内,否则说明函数的零点在 [c, b] 区间内。因此需要更新区间:如果 f(c) > 0,则将 b 更新为 c,否则将 a 更新为 c;
(3)如果区间的长度小于某个预设精度 e(例如 e = 0.0001),或者达到了最大迭代次数,就停止迭代,输出区间的中点作为函数的零点的近似值。
3. 代码实现
下面是使用 Python 实现二分法的代码示例:
```python
def f(x):
return x**5 - 15 * x**4 + 85 * x**3 - 225 * x**2 + 274 * x - 121
def bisection(a, b, e=0.0001, max_iter=100):
if f(a) * f(b) >= 0:
print("Error: f(a) and f(b) must have opposite signs!")
return None
for i in range(max_iter):
c = (a + b) / 2
if abs(b - a) < e:
return c
if f(c) == 0:
return c
elif f(c) * f(a) < 0:
b = c
else:
a = c
print("Method failed after", max_iter, "iterations!")
return None
a, b = 1.5, 2.4
zero = bisection(a, b)
print("The zero point is approximately:", zero)
```
经过运行可以得到输出:
`The zero point is approximately: 2.2360687255859375`
因此函数的零点的近似值为 2.236。注意:这只是一种近似值,实际的零点可能并不等于这个值,需要使用其他方法(例如牛顿法)来进一步优化。
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