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姓名 实验报告成绩
评语:
指导教师(签名)
年 月 日
说明:指导教师评分后,实验报告交院(系)办公室保存。
实验一 方程求根
实验目的
用各种方法求任意实函数方程在自变量区间[a,b]上,或某一点附近的实根。并比较方法的优劣。
实验原理
(1)、二分法
对方程在[a,b]内求根。将所给区间二分,在分点判断是否;若是,则有根。否则,继续判断是否,若是,则令,否则令。否则令。重复此过程直至求出方程在[a,b]中的近似根为止。
(2)、迭代法
将方程等价变换为=ψ()形式,并建立相应的迭代公式ψ()。
(3)、牛顿法
若已知方程 的一个近似根,则函数在点附近可用一阶泰勒多项式来近似,因此方程可近似表示为设,则。取作为原方程新的近似根,然后将 作为代入上式。迭代公式为:。
实验设备:MATLAB 7.0软件
结果预测
(1)=0.09033 (2)=0.09052 (3)=0,09052
实验内容
(1)、在区间[0,1]上用二分法求方程的近似根,要求误差不超过。
(2)、取初值,用迭代公式,求方程的近似根。要求误差不超过。
(3)、取初值,用牛顿迭代法求方程的近似根。要求误差不超过。
实验步骤与实验程序
二分法
第一步:在MATLAB 7.0软件,建立一个实现二分法的MATLAB函数文件agui_bisect.m如下:
function x=agui_bisect(fname,a,b,e)
%fname为函数名,a,b为区间端点,e为精度
fa=feval(fname,a); %把a端点代入函数,求fa
fb=feval(fname,b); %把b端点代入函数,求fb
if fa*fb0 error(两端函数值为同号);
end
%如果fa*fb0,则输出两端函数值为同号
k=0
x=(a+b)/2
while(b-a)(2*e) %循环条件的限制
fx=feval(fname,x);%把x代入代入函数,求fx
if fa*fx0%如果fa与fx同号,则把x赋给b,把fx赋给fb
b=x;
fb=fx;
else
%如果fa与fx异号,则把x赋给a,把fx赋给fa
a=x;
fa=fx;
end
k=k+1
%计算二分了多少次
x=(a+b)/2 %当满足了一定精度后,跳出循环,每次二分,都得新的区间断点a和b,则近似解为x=(a+b)/2
end
第二步:在MATLAB命令窗口求解方程f(x)=e^x+10x-2=0,即输入如下
fun=inline(exp(x)+10*x-2)
x=agui_bisect(fun,0,1,0.5*10^-3)
第三步:得到计算结果,且计算结果为
k x 0 0.50000000000000 1 0.25000000000000 2 0.12500000000000 3 0.06250000000000 4 0.09375000000000 5 0.07812500000000 6 0.08593750000000 7 0.08984375000000 8 0.09179687500000 9 0.09082031250000 10 0.09033203125000 11 0.09033203125000
迭代法
第一步:第一步:在MATLAB 7.0软件,建立一个实现迭代法的MATLAB函数文件agui_main.m如下:
function x=agui_main(fname,x0,e)
%fname为函数名dfname的函数fname的导数, x0为迭代初值
%e为精度,N为最大迭代次数(默认为100)
N=100;
x=x0; %把x0赋给x,再算x+2*e赋给x0
x0=x+2*e;
k=0;
while abs(x0-x)ekN %循环条件的控制:x0-x的绝对值大于某一精度,和迭代次数小于N
k=k+1 %显示迭代的第几次
x0=x;
x=(2-exp(x0))/10 %迭代公式
disp(x)%显示x
end
if k==N warning(已达到最大迭代次数);end %如果K=N则输出已达到最大迭代次数
第二步:在MATLAB命令窗口求解方程f(x)=e^x+10x-2=0,即输入如下
fun=inline(exp(x)+10*x-2)
x=a
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