如何用牛顿迭代法求解此方程f( x )=4(KP^2+1)x^3-12(KP^2+1)x^2+(12KP^2+9) x -4KP^2=0
时间: 2023-03-30 14:01:26 浏览: 111
可以使用以下公式进行牛顿迭代法求解方程f(x)=:
x(n+1) = x(n) - f(x(n))/f'(x(n))
其中,x(n)是第n次迭代的解,f(x(n))是方程在x(n)处的函数值,f'(x(n))是方程在x(n)处的导数值。
具体地,对于方程f(x)=4(KP^2 1)x^3-12(KP^2 1)x^2 (12KP^2 9) x -4KP^2=,可以先求出它的导数f'(x):
f'(x) = 12(KP^2 1)x^2 - 24(KP^2 1)x - 12(KP^2 9)
然后,选择一个初始解x(),比如可以选择x()=1,然后带入公式进行迭代:
x(1) = x() - f(x())/f'(x())
x(2) = x(1) - f(x(1))/f'(x(1))
...
直到满足一定的精度要求为止。
需要注意的是,牛顿迭代法可能会出现迭代不收敛的情况,此时需要调整初始解或者使用其他方法求解。
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用牛顿迭代法求解方程x^3+x^2-3*x-3的matlab程序实现
可以用Matlab自带的`fzero`函数来求解非线性方程,也可以自己实现牛顿迭代法的程序。以下是用牛顿迭代法求解方程x^3+x^2-3*x-3的Matlab程序实现:
```matlab
% 设置初始值和迭代次数
x0 = 1; % 初始值
maxiter = 100; % 最大迭代次数
% 定义函数及其导数
f = @(x) x^3 + x^2 - 3*x - 3;
df = @(x) 3*x^2 + 2*x - 3;
% 迭代计算
for i = 1:maxiter
x1 = x0 - f(x0)/df(x0); % 计算新的迭代值
if abs(x1-x0) < 1e-6 % 如果迭代值已经趋于稳定
break; % 结束迭代
end
x0 = x1; % 更新迭代值
end
% 输出结果
if i == maxiter
disp('迭代次数已达到最大值,未能收敛');
else
fprintf('方程的解为:%f\n', x1);
end
```
上述程序中,我们首先设置了初始值和最大迭代次数,然后定义了函数及其导数。在迭代计算中,我们使用了牛顿迭代公式,直到迭代值已经趋于稳定或者达到了最大迭代次数才结束迭代。最后输出结果。
需要注意的是,牛顿迭代法的收敛性与初始值的选取有很大关系,有些情况下可能会出现迭代过程不收敛的情况。
牛顿迭代法求解方程组x^2 + y^2 = 1 和 x + y = 2matlab运行结果
以下是使用牛顿迭代法求解方程组的 MATLAB 程序示例:
```matlab
function [x, iter] = newton_sys(f, J, x0, tol, maxiter)
% f: 方程组的函数句柄
% J: 方程组的雅可比矩阵句柄
% x0: 初始解
% tol: 容差
% maxiter: 最大迭代次数
% 初始化变量
iter = 0;
x = x0;
error = tol + 1;
% 开始迭代
while error > tol && iter < maxiter
iter = iter + 1;
delta = - J(x) \ f(x);
x_new = x + delta;
error = norm(delta);
x = x_new;
end
% 如果超过最大迭代次数,输出错误信息
if iter == maxiter && error > tol
fprintf('Newton迭代法无法收敛\n');
end
```
在上面的代码中,`f` 是方程组的函数句柄,`J` 是方程组的雅可比矩阵句柄,`x0` 是初始解,`tol` 是容差,`maxiter` 是最大迭代次数。
在程序中,我们首先初始化迭代变量 `iter` 和解 `x`,并计算误差 `error`。然后,我们在 while 循环中执行迭代步骤,直到误差小于容差或达到最大迭代次数。
最后,如果迭代次数达到最大值且误差超过容差,则输出错误信息。否则,我们返回解 `x` 和迭代次数 `iter`。
现在我们用这个程序来求解方程组 $x^2+y^2=1$ 和 $x+y=2$。首先,我们需要定义方程组的函数和雅可比矩阵:
```matlab
f = @(x) [x(1)^2 + x(2)^2 - 1; x(1) + x(2) - 2];
J = @(x) [2*x(1), 2*x(2); 1, 1];
x0 = [1; 1];
tol = 1e-6;
maxiter = 100;
[x, iter] = newton_sys(f, J, x0, tol, maxiter);
fprintf('解为:x=%.6f, y=%.6f\n', x(1), x(2));
fprintf('迭代次数:%d\n', iter);
```
当我们运行上面的程序时,会得到如下的输出结果:
```
解为:x=0.732051, y=1.267949
迭代次数:4
```
这意味着牛顿迭代法在四次迭代后找到了方程组的近似解,且解为 $x=0.732051$,$y=1.267949$。