写一个用迭代法解方程的Java程序
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1.定义解释
迭代法也称辗转法,是一种逐次逼近方法,在使用迭代法解方程组时,其系数矩阵在计算过程中始终不变。它利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点,让计算机对一组指令(或一定步骤)进行重复执行,在每次执行这组指令(或步骤)时,都从变量的原值推出它的一个新值。
迭代法具有循环的计算方法,方法简单,适宜解大型稀疏矩阵方程组,在用计算机计算时只需存储A的非零元素(或可按一定公式形成系数,这样A就不需要存储)。
(1)对于给定的方程组X =Bx+f,用式子
逐步代入求近似解的方法称为迭代法(或称为一阶定常迭代法,这里与B和k无关)
(2) 如果limx(k), x→∞存在(记作x* ),称此迭代法收敛,显然x就是方程组的解,否则称此迭代法发散。
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2.解法介绍
牛顿迭代法是一种线性化方法,其基本思想是将非线性方程f(x)= 0逐步归结-为某种线性方程来求解.设已知方程f(x)=0有近似根X (假定f’(xk)≠ 0),将函数f(x)在点xk展开,有:
f(x)≈f(xk)+f’(xk)(x-xk)于是方程f(x)=0可近似地表示为f(x)+ f’(xk)(x-xk)=0(是个线性方程),记其根为xk+1,则xk+1的计算公式为xk+1=xk-f(xk) ➗ f’(xk)(k=0,1,2……)
3.例题讲解
例:用牛顿迭代法三次求方程f(x)=x5-x2+x-30=0,在区间[1,3]中的近似值请详细解答
解:
f(1)=-29 f(3)=207 所以[1,3]之间一定有零点。而且明显更靠近x=3。 f (2) =-2 f(2. 5)=63.9 f(2.2)=19.2 f(2.1)=8.53 f(2. 01)=0.78 f(2 001)=0.08
所以f(2. 0001)=0.008应该满足要求了。所以x=2.0001
4.代码编写
例:使用牛顿迭代法求方程的解,X3-2x-5=0,在区间[2,3]上的根。
package Lab_02.Test_01;
public class Test_01 {
public static void main(String[] args) {
double x=2;
for(int i=0;i<20;i++) {
x=-f(x)/f1(x)+x;
System.out.println(x+"");
static double f(double x) {
double ans;
ans=Math.pow(x, 3)-2*x-5;
return ans;
static double f1(double x) {