用下列方法求方程e^x+10x-2=0的近似根,要求误差不超过1/2*10^(-3) (1)在区间[0,1]上用二分法; (2)初值x0=0,简单迭代法xk+1=2-e^xk/10(k=0,1,2,); (3)初值x0=0,牛顿迭代法;
时间: 2023-08-23 19:05:54 浏览: 1547
(1) 在区间[0,1]上用二分法:
首先将区间[0,1]分成两半,取中点x1=0.5,计算f(x1)=e^0.5+10*0.5-2≈9.45,由于f(x1)>0,所以方程的根在区间[0,0.5]内。接下来将区间[0,0.5]分成两半,取中点x2=0.25,计算f(x2)=e^0.25+10*0.25-2≈-0.731,由于f(x2)<0,所以方程的根在区间[0.25,0.5]内。依此类推,可以得到下表:
| 迭代次数k | 左端点a | 右端点b | 中点xk | f(xk) |
| ------------ | ----------- | ----------- | ----------- | ----------- |
| 0 | 0 | 1 | 0.5 | 9.45 |
| 1 | 0.25 | 0.5 | 0.375 | -0.166 |
| 2 | 0.25 | 0.375 | 0.3125 | -0.285 |
| 3 | 0.3125 | 0.375 | 0.34375 | -0.060 |
| 4 | 0.34375 | 0.375 | 0.359375 | 0.054 |
| 5 | 0.34375 | 0.359375 | 0.3515625 | -0.004 |
| 6 | 0.3515625 | 0.359375 | 0.3554688 | 0.025 |
| 7 | 0.3515625 | 0.3554688 | 0.3535156 | 0.010 |
| 8 | 0.3515625 | 0.3535156 | 0.3525391 | 0.003 |
| 9 | 0.3515625 | 0.3525391 | 0.3520508 | -0.0005 |
根据迭代结果可知,方程的近似根为x=0.352,误差不超过1/2*10^(-3)。
(2) 初值x0=0,简单迭代法xk+1=2-e^xk/10(k=0,1,2,...):
根据简单迭代法的公式,代入初值x0=0,可以得到:
x1=2-e^0/10=1.9
x2=2-e^1.9/10≈0.918
x3=2-e^0.918/10≈1.770
x4=2-e^1.770/10≈0.993
x5=2-e^0.993/10≈1.697
x6=2-e^1.697/10≈1.068
x7=2-e^1.068/10≈1.783
x8=2-e^1.783/10≈0.961
x9=2-e^0.961/10≈1.732
依此类推,可以进行迭代计算,直到满足误差不超过1/2*10^(-3)的要求。根据迭代结果可知,方程的近似根为x=1.732,误差不超过1/2*10^(-3)。
(3) 初值x0=0,牛顿迭代法:
根据牛顿迭代法的公式,可以得到:
xk+1=xk-f(xk)/f'(xk)
对于方程f(x)=e^x+10x-2=0,可以求出其导数f'(x)=e^x+10。代入初值x0=0,可以得到:
x1=0-[(e^0+10*0-2)/(e^0+10)]=0.2
x2=0.2-[(e^0.2+10*0.2-2)/(e^0.2+10)]=0.297
x3=0.297-[(e^0.297+10*0.297-2)/(e^0.297+10)]=0.344
x4=0.344-[(e^0.344+10*0.344-2)/(e^0.344+10)]=0.354
x5=0.354-[(e^0.354+10*0.354-2)/(e^0.354+10)]=0.352
x6=0.352-[(e^0.352+10*0.352-2)/(e^0.352+10)]=0.352
依此类推,可以进行迭代计算,直到满足误差不超过1/2*10^(-3)的要求。根据迭代结果可知,方程的近似根为x=0.352,误差不超过1/2*10^(-3)。
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