初始根区间为[1,2],迭代初值为1,用C++牛顿法求出一元非线性方程f(x)=x^3-sinx-4x+1的全部实根,精度为10^(-4),并输出每次运算的结果及误差,给出代码

时间: 2024-05-31 08:07:52 浏览: 105
#include <stdio.h> #include <math.h> #define EPS 1e-4 // 精度限制 double f(double x) { // 定义函数 return pow(x, 3) - sin(x) - 4 * x; } double df(double x) { // 定义导函数 return 3 * pow(x, 2) - cos(x) - 4; } int main() { double x0 = 1; // 初始值 double x1 = 0; // 存放迭代结果 int cnt = 0; // 迭代次数 while (1) { x1 = x0 - f(x0) / df(x0); // 牛顿迭代公式 double err = fabs(x1 - x0); // 计算误差 printf("第%d次迭代结果:x = %lf,误差 = %lf\n", cnt + 1, x1, err); if (err < EPS) { // 达到精度要求 printf("迭代结束,x = %lf\n", x1); break; } x0 = x1; // 更新迭代初值 cnt++; // 迭代次数加1 } return 0; }
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初始根区间为[1,2],迭代初值为1,用C++牛顿法求出一元非线性方程f(x)=x^3-sinx-4x+1的全部实根,精度为10^(-4),并输出每次运算的结果

首先,我们需要求出f(x)的一阶和二阶导数,分别为f'(x)=3x^2-cosx-4和f''(x)=6x+sinx。 然后,我们可以按照以下公式进行牛顿迭代: x_{n+1}=x_n-\frac{f(x_n)}{f'(x_n)} 迭代的终止条件为|f(x_n)|<10^(-4)。 根据初值x_0=1,我们可以得到以下迭代过程: x_1=1-(-4+sin1)/(3*1^2-cos1-4)=1.3694 x_2=1.3694-(-4+sin1.3694)/(3*1.3694^2-cos1.3694-4)=1.3098 x_3=1.3098-(-4+sin1.3098)/(3*1.3098^2-cos1.3098-4)=1.3063 x_4=1.3063-(-4+sin1.3063)/(3*1.3063^2-cos1.3063-4)=1.3062 因此,f(x)=x^3-sinx-4x 1的全部实根为1.3062,精度为10^(-4)。

初始根为[1,2]用C++牛顿法求出一元非线性方程f(x)=x^3-sinx-4x+1的全部实根,精度为10^(-4),并输出每次运算的结果

解题思路: 根据牛顿迭代公式: $$x_{n+1}=x_n-\frac{f(x_n)}{f'(x_n)}$$ 可以求出一元非线性方程 $f(x)=x^3-\sin x-4x$ 的解。 具体步骤如下: 1. 首先需要求出 $f(x)$ 的一阶导数和二阶导数,即 $f'(x)$ 和 $f''(x)$。 $$f'(x)=3x^2-\cos x-4$$ $$f''(x)=6x+\sin x$$ 2. 初始化 $x_0=1$,根据牛顿迭代公式求出下一个近似解 $x_1$。 $$x_1=x_0-\frac{f(x_0)}{f'(x_0)}$$ $$x_1=1-\frac{(1)^3-\sin(1)-4(1)}{3(1)^2-\cos(1)-4}$$ $$x_1\approx -1.564$$ 3. 继续迭代,求出下一个近似解 $x_2$。 $$x_2=x_1-\frac{f(x_1)}{f'(x_1)}$$ $$x_2\approx -1.216$$ 4. 不断迭代,直到迭代结果的差值小于 $10^{-4}$ 为止。 最终解为 $x\approx -1.216$。 代码实现: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> #define EPS 1e-4 double f(double x); double f1(double x); double f2(double x); int main() { double x0 = 1.0, x1, df, dx; do { df = f1(x0); dx = f(x0) / df; x1 = x0 - dx; printf("x0 = %.10f, f(x0) = %.10f, dx = %.10f, x1 = %.10f\n", x0, f(x0), dx, x1); x0 = x1; } while (fabs(dx) > EPS); printf("The root is approximately %.10f\n", x1); return 0; } double f(double x) { return pow(x, 3) - sin(x) - 4 * x; } double f1(double x) { return 3 * pow(x, 2) - cos(x) - 4; } double f2(double x) { return 6 * x + sin(x); } ```
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