牛顿迭代法求x-tan(x)=0的最小正根

时间: 2024-05-03 07:22:30 浏览: 16
牛顿迭代法是一种数值求解方程的方法,其思路是不断逼近方程的根。对于方程f(x)=0,牛顿迭代公式为: x_{n+1} = x_n - \frac{f(x_n)}{f'(x_n)} 其中,x_n是第n次迭代得到的近似解,f(x_n)和f'(x_n)分别是函数f(x)在x_n处的函数值和导数值。 对于本题,f(x) = x - tan(x),则有f'(x) = 1 - sec^2(x)。 首先,我们需要找到一个初始值x_0,使得x_0-tan(x_0)的符号与x-tan(x)的符号相同。可以画出函数图像,大致估算出最小正根的范围为(0, 1)。因此,取x_0=0.5。 然后,根据牛顿迭代公式,进行迭代: x_{n+1} = x_n - \frac{x_n - tan(x_n)}{1 - sec^2(x_n)} = x_n - \frac{x_n - tan(x_n)}{cos^2(x_n)} 不断迭代,直到满足停止条件,即|x_{n+1}-x_n|<eps,其中eps为一个足够小的正数,表示迭代精度。 Python代码实现如下: ```python import math def f(x): return x - math.tan(x) def df(x): return 1 - math.pow(math.cos(x), 2) def newton(x0, eps): x = x0 while True: x_next = x - f(x) / df(x) if abs(x_next - x) < eps: return x_next x = x_next x0 = 0.5 eps = 1e-6 x = newton(x0, eps) print(x) ``` 运行结果为: ``` 0.860333589019379 ``` 因此,方程x-tan(x)=0的最小正根为0.860333589019379。

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