Secant 方法介绍

Secant Method

函数 Secant_Methods 简介

1.函数定义

[c, errColumn] = Secant_Method(f, a, b, N, convergence_type, tolerance)

2.输入

%   f - function handle
% a - start position of interval bracket
% b - end position of interval bracket
% N [optional] - max iteration number
% convergence_type [optional] - [= 1] absolute error tolerances
% [= 0] relative error tolerances
% tolerance [optional] - [convergence_type = 1] absolute error tolerances
% [convergence_type = 0] relative error tolerances
%

3.输出

%   c - approximation of root r ( f(r) = 0 )
% errColumn - the absolute/relative errors during the progress
% convergence_step - the number of steps taken, if the method doesn't
% convergence, [convergence_step = inf]

注意,errColumn 长度为 N,若在第k步收敛解后,剩余元素都与收敛步误差相同

4.代码

function [c, errColumn, convergence_step] = Secant_Method(f, a, b, N, convergence_type, tolerance)
% Use Secant Method to find roots of equation [f(x) = 0]
%
% Input:
% f - function handle
% a - start position of interval bracket
% b - end position of interval bracket
% N [optional] - max iteration number (default value: 10)
% convergence_type [optional] - [= 1] absolute error tolerances (default)
% [= 0] relative error tolerances
% tolerance [optional] - [convergence_type = 1] absolute error tolerances
% [convergence_type = 0] relative error tolerances
%
% Output:
% c - approximation of root r ( f(r) = 0 )
% errColumn - the absolute/relative errors during the progress
% convergence_step - the number of steps taken, if the method doesn't
% convergence, [convergence_step = inf]
% Usages:
%
% 1. use default value
% f = @(x) x^2 - 1
% c = false_position(f, 0, 2)
%
% 2. user set value
% c = false_position(f, 0, 2, 20, 0, 1e-5)
%
% Warnning:
% 1. if f(a) and f(b) have the same sign, the function returns an Nan.
% 2. if the false position lines outside the bracket interval, the
% function will throws an error.
% 3. After N times iteration, if the method does not converge, an message
% will be printed on the command window and return the current vaule. %% check input parameters % check the interval is really a bracket
if (a > b)
error('please check the bracket!');
end % check that that neither end-point is a root
% if f(a) and f(b) have the same sign, throw an Nan.
if( f(a) == 0 )
c = a;
return;
elseif ( f(b) == 0 )
c = b;
return;
elseif ( f(a) * f(b) > 0 )
c = Nan;
return;
end % check max iteration number exits
% default value is 10
if ~exist('N', 'var')
N = 10;
end% if % check choice of error tolerances
% default value is 1
if ~exist('convergence_type', 'var')
convergence_type = 1;
tolerance = 1e-6;
end% if % check the tolerances is positive
if tolerance <= 0
error('the tolerances should be positive!');
end % relative error tolerances
errColumn = zeros(N, 1); %% iteration
% iterate at most N times c_old = a;
convergence_step = inf; for k = 1:N
%% find the false position
% c = (a*f(b) + b*f(a))/(f(b) - f(a));
c = ( b*f(a) - a*f(b) )/(f(a) - f(b)); % check c lies within the bracketing interval
if (c < a) || (c > b)
error('convergence problem occurs! please reset bracket interval.')
end %% reset bracketing interval
% Check if c is a root
if ( f(c) == 0 )
% return c
return;
elseif ( f(c)*f(a) < 0 )
% if f(a) and f(c) have opposite signs
% set [a, c] as the new bracketing interval
b = c;
else
% if f(b) and f(c) have opposite signs
% set [c, b] as the new bracketing interval
a = c;
end %% cal the absolute/relative errors
switch convergence_type
case 0 % relative error
errColumn(k) = abs( (c - c_old)/c_old );
if errColumn(k) < tolerance
convergence_step = k;
errColumn(k:end) = errColumn(k);
% set convergence step
% set the remaining step errors
return;
end
case 1 % absolute error
errColumn(k) = abs( f(c) );
if errColumn(k) < tolerance
% set convergence step
% set the remaining step errors
convergence_step = k;
errColumn(k:end) = errColumn(k);
return;
end
end% switch c_old = c;
end fprintf( 'the method did not converge\n\n' );
end

算例 Q1.m

find all roots of \(1000000x^3 − 111000x^2 + 1110x = 1\)

  • 绘制函数函数图像,寻找方程根所在区间

  • 选取区间

    选取3个区间分别为 \([-0.01, 0.005], [0.005, 0.06], [0.06, 0.11]\)。

  • 计算

    第一个区间 \([-0.01, 0.005]\) 为例,选择绝对误差为 \(10^{-6}\),迭代40次。得到误差随迭代次数变化关系为



    其中红色点代表第31步方法收敛位置。

  • 结果

    最终得到方程三个根为

r =

    0.0010
0.0100
0.1000
  • 脚本
%% Q1
f = @(x) 1000000*x.^3 - 111000*x.^2 + 1110*x - 1; % plot function
x = linspace(-0.01, 0.11, 50);
y = f(x);
figure; plot(x,y); grid on; % set interval bracket
a(1) = -0.01; a(2) = 0.005; a(3) = 0.06; a(4) = 0.11; % cal roots in a loop
r = zeros(3,1); for ib = 1:3
[r(ib), errColumn, con_step] = Secant_Method(f, a(ib), a(ib+1), 40); if ib == 1
figure; plot(errColumn); hold on;
plot(con_step, errColumn(con_step), 'ro');
xlabel('Method Steps'); ylabel('Absolute Error')
end% if
end% for

Secant 方法求方程多个根的更多相关文章

  1. OpenJudge计算概论-求一元二次方程的根【含复数根的计算、浮点数与0的大小比较】

    /*====================================================================== 求一元二次方程的根 总时间限制: 1000ms 内存限 ...

  2. 计算概论(A)/基础编程练习1(8题)/4:求一元二次方程的根

    #include<stdio.h> #include<math.h> int main() { // 待解方程数目 int n; scanf("%d", & ...

  3. 求方程x1+x2+x3=15的整数解的数目

    求方程x1+x2+x3=15的整数解的数目要求0≤x1≤5,0≤x2≤6,0≤x3≤7.解:令N为全体非负整数解(x1,x2,x3),A1为其中x1≥6的解:y1=x1-6≥0的解:A2为其中x2≥7 ...

  4. 【编程题目】题目:定义 Fibonacci 数列 输入 n,用最快的方法求该数列的第 n 项。

    第 19 题(数组.递归):题目:定义 Fibonacci 数列如下:/ 0 n=0f(n)= 1 n=1/ f(n-1)+f(n-2) n=2输入 n,用最快的方法求该数列的第 n 项. 思路:递归 ...

  5. poj3660 Cow Contest(Floyd-Warshall方法求有向图的传递闭包)

    poj3660 题意: 有n头牛, 给你m对关系(a, b)表示牛a能打败牛b, 求在给出的这些关系下, 能确定多少牛的排名. 分析: 在这呢先说一下关系闭包: 关系闭包有三种: 自反闭包(r), 对 ...

  6. 给定一个正整数,实现一个方法求出离该整数最近的大于自身的 换位数 <把一个整数各个数位进行全排列>

    """给定一个正整数,实现一个方法求出离该整数最近的大于自身的 换位数 -> 把一个整数各个数位进行全排列""" # 使用 permu ...

  7. hdu 2545 求当前结点到根节点的距离

    求当前结点到根节点的距离 Sample Input 2 1 //n m 1 2 1 2 //询问 5 2 1 2 1 3 3 4 3 5 4 2 //询问 4 5 0 0 Sample Output ...

  8. 用递归的方法求一个数组的前n项和

    用递归的方法求一个数组的前n项和 public class Demo1 { /* * 用递归的方法求一个数组的前n项和 */ public static void main(String[] args ...

  9. FFT模板 生成函数 原根 多项式求逆 多项式开根

    FFT #include<iostream> #include<cstring> #include<cstdlib> #include<cstdio> ...

随机推荐

  1. django通过管理页上传图片

    1.配置目录 新建上传录.static/medis 2.设置上传文件保存路径 # setting.py中设置上传文件路径static/media MEDIA_ROOT = os.path.join(B ...

  2. 如何洗白xi校长?(初稿)

    看看咱们太子殿下,谁还敢黑全世界最好的太子殿下 我们不如来考虑一下如何给校长洗白. 第一当然是买断热搜了.买断热搜可以阻止消息进一步传播.当然这种操作学校再8月18日晚就已经做过了.8月18日该条消息 ...

  3. 模拟赛18 T1 施工 题解

    前言: 真的是不容易啊.这个题在考场上想到了最关键的性质,但是没写出来. 后来写出来,一直调,小错不断. 没想到改的最后一个错误是两个int 乘起来爆了int 其实最后我还是觉得复杂度很假.\(n^2 ...

  4. LP-DDR 和其他 DDR

    一篇技術文檔比較 LP-DDR 和其他 DDR. 就觀念來說,LP-DDR 就是 Low Power 的 DDR:但就架構來說,LP-DDR 和其他 DDR 是截然不同的東西. 他們分屬不同的 JDE ...

  5. MIPI的走线阻抗

    MIPI的走线阻抗100欧的要求是根据LVDS(Low Voltage Differential Signaling)电平定义的. LVDS差分信号PN两线最大幅度是350mV,内部一个恒流源电流是3 ...

  6. 野指针和free总结超有用的资料

    在C语言项目中,经常会遇到需要程序员手动分配内存的地方.这样做能够节省大量的内存空间,也让程序更加灵活.只要你有一定的基础,那么肯定用过 malloc 或者 ralloc和free的组合.这个组合使用 ...

  7. stm32串口学习笔记

    stm32作为现在嵌入式物联网单片机行业中经常要用多的技术,相信大家都有所接触,今天这篇就给大家详细的分析下有关于stm32的出口,还不是很清楚的朋友要注意看看了哦,在最后还会为大家分享有些关于stm ...

  8. 页表 Page tables

    逻辑地址与物理地址的转化 页表是由页表项(PTE)组成的数组.512个PTE构成一个页表页(Page-table page). PTE中包含了物理页码(PPN physical page number ...

  9. poj 1330 Nearest Common Ancestors (最简单的LCA)

    题意: 给出一棵树的结构. 给出两个点X和Y,求它俩的LCA. 思路: 只需求两个点的LCA,用了两种方法,一种离线tarjan,一种直接搞. 看代码. 代码: 方法一:直接搞. int const ...

  10. 面试题系列:工作5年,第一次这么清醒的理解final关键字?

    面试题:用过final关键字吗?它有什么作用 面试考察点 考察目的: 了解面试者对Java基础知识的理解 考察人群: 工作1-5年,工作年限越高,对于基础知识理解的深度就越高. 背景知识 final关 ...