二分法MATLAB编程代码是什么,例题和详解分析一下,谢谢大家,我真的不太懂
摘要:摘要:摘要:求解非线性方程f(x)=0f(x)=0f(x)=0的数值解主要有二分法、简单迭代法以及NewtonNewtonNewton类迭代法等,本文主要介绍二分法及其MATLAB程序实现。
二分法介绍[1]二分法介绍^{[1]}二分法介绍[1]
假设已找到有根区间[aaa, bbb],满足f(a)f(b)<0f(a)f(b)<0f(a)f(b)<0,并且上述非线性方程在所给区间[aaa, bbb]上只有一个根。下面用简单的方法形成有根区间的序列。先设a1=aa_1= aa1=a,b1=bb_1 = bb1=b,即[a1a_1a1, b1b_1b1] === [aaa, bbb],对于一般的区间[ana_nan, bnb_nbn],设其中点为xnx_nxn === an+bn2\dfrac{a_n+b_n}{2}2an+bn,若f(xn)=0f(x_n)=0f(xn)=0或者bn−an2\dfrac{b_n-a_n}{2}2bn−an<ε<\varepsilon<ε,其中ε\varepsilonε为根的容许误差,则xnx_nxn即为所求,否则检验f(xn)f(x_n)f(xn)的符号,若它与f(an)f(a_n)f(an)同号,就取an+1=xna_{n+1}=x_nan+1=xn,bn+1=bnb_{n+1}=b_nbn+1=bn。反之,取an+1=ana_{n+1}=a_nan+1=an ,bn+1=xnb_{n+1}=x_nbn+1=xn。这样必定有f(an+1)f(bn+1)<0f(a_{n+1})f(b_{n+1})<0f(an+1)f(bn+1)<0,所以[an+1,bn+1a_{n+1}, b_{n+1}an+1,bn+1]就是新的有根区间。继续上述过程即可。
MATLAB程序实现程序实现程序实现
%Date:2019-10-28
%Writer:无名十三
%% 本程序目的是利用二分法输出非线性方程的数值解
function result = dichotomy(fun,x1,x2,eps) %参数fun为待输入函数,eps为容许误差,示例如下文
if nargin ~= 4
errordlg('输入参数个数不符合要求!', 'Error!') %参数输入报错
elseif fun(x1) * fun(x2) >= 0
errordlg('二分法不能确定该区间内是否有根存在!', 'Warning!')
else
is_eps = (x2-x1) / 2;
x = (x2+x1) / 2;
while is_eps >= eps
if fun(x) == 0
fprintf('\n该方程的根为%f.\n\n', x)
break
elseif fun(x1)*fun(x) < 0
x2 = x;
elseif fun(x2)*fun(x) < 0
x1 = x;
end
is_eps = (x2-x1) / 2;
x = (x2+x1) / 2;
end
if is_eps < eps
fprintf('\n该方程的近似根为%f.\n\n', x)
end
end
end
%%
>> dichotomy(@(x)sin(x), -0.7, 0.1, 0.0001)
该方程的近似根为-0.000098.
>> dichotomy(@(x)(9*x^3 - 13*x + 97), -11, 29, 0.0001)
该方程的近似根为-2.426163.
结束语:上述代码根据本人理解进行整理编写,如有错误或不妥之处,请指正!结束语:上述代码根据本人理解进行整理编写,如有错误或不妥之处,请指正!结束语:上述代码根据本人理解进行整理编写,如有错误或不妥之处,请指正!
参考文献参考文献参考文献
[1]黄云清.数值计算方法[M].北京.科学出版社.2018年11月[1] 黄云清.数值计算方法[M].北京.科学出版社.2018年11月[1]黄云清.数值计算方法[M].北京.科学出版社.2018年11月
该回答通过自己思路及引用到GPTᴼᴾᴱᴺᴬᴵ搜索,得到内容具体如下:
二分法(又称折半法)是一种常用的数值计算方法,用于在有序数组中查找特定元素的位置。其基本思想是将数组分为两部分,通过比较目标元素与中间元素的大小关系,确定目标元素在哪一部分,然后再在该部分中继续进行查找,直到找到目标元素或确定其不存在为止。
下面给出一个使用二分法查找有序数组中特定元素位置的 MATLAB 代码:
function index = binarySearch(arr, x)
% 输入参数:
% arr:有序数组
% x:待查找元素
% 输出参数:
% index:目标元素在数组中的位置,若不存在则为-1
% 初始化左右边界
left = 1;
right = length(arr);
while left <= right
% 计算中间位置
mid = floor((left + right) / 2);
if arr(mid) == x
% 目标元素等于中间元素,返回其位置
index = mid;
return
elseif arr(mid) < x
% 目标元素在右半部分,调整左边界
left = mid + 1;
else
% 目标元素在左半部分,调整右边界
right = mid - 1;
end
end
% 目标元素不存在,返回-1
index = -1;
end
该函数接受两个参数:一个有序数组 arr
和一个待查找元素 x
,返回目标元素在数组中的位置,若不存在则返回-1。
该函数使用了一个 while 循环,不断缩小查找范围,直到找到目标元素或确定其不存在为止。在每次循环中,先计算中间位置 mid
,然后根据目标元素与中间元素的大小关系调整左右边界,以缩小查找范围。如果目标元素等于中间元素,则返回其位置;如果左右边界重合仍未找到目标元素,则说明其不存在,返回-1。
下面给出一个例题和详解分析:
例题:给定一个有序数组 arr
和一个整数 x
,请找出 x
在数组中的位置,若不存在则返回-1。
arr = [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13];
x = 7;
index = binarySearch(arr, x);
disp(['The index of ', num2str(x), ' in array is ', num2str(index)]);
运行结果为:
The index of 7 in array is 4
该例题中,给定的有序数组为 [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13]
,待查找元素为 7
。运行 binarySearch
函数后,返回目标元素的位置 4
,即 7
在数组中的位置。
该例题中的数组是有序的,因此可以使用二分法进行查找。二分法的时间复杂度为 O(log n),远远低于线性查找的时间复杂度 O(n),在处理大规模数据时有很大优势。但是需要注意的是,二分法只适用于有序数组,如果数组无序,则需要先进行排序。
如果以上回答对您有所帮助,点击一下采纳该答案~谢谢
不知道你怎么一个二分法,是二分查找还是二分迭代。
二分迭代比如说用于解方程,对于单调增或者单调减的方程,就是给出方程解的下限和上限,然后取1/2,看这个结果偏大还是偏小
然后让上限或者下限等于原来的一半,继续计算,直到满足精度