因式分解x^5+x-1?
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牛顿迭代法可以用来寻找函数零点,因此可以用来找到多项式的根。对于多项式 $f(x) = x^5 + x - 1$,我们可以考虑对其进行牛顿迭代。
设 $x_0$ 是多项式的一个近似根,我们可以通过以下递推公式来求解 $x_{n+1}$:
$$x_{n+1} = x_n - \frac{f(x_n)}{f'(x_n)}$$
其中 $f'(x)$ 是 $f(x)$ 的导数。对于 $f(x) = x^5 + x - 1$,我们有:
$$f'(x) = 5x^4 + 1$$
将 $f(x)$ 和 $f'(x)$ 代入公式,可以得到:
$$x_{n+1} = x_n - \frac{x_n^5 + x_n - 1}{5x_n^4 + 1}$$
通过迭代,我们可以逐渐逼近多项式的根。下面是 Python 代码的实现示例:
pythonCopy codedef newton_iteration(f, df, x0, eps=1e-9, max_iter=1000):
x = x0 for i in range(max_iter):
fx = f(x) if abs(fx) < eps: return x
dfx = df(x) if abs(dfx) < eps: return None
x = x - fx / dfx return None# 定义多项式及其导数f = lambda x: x**5 + x - 1df = lambda x: 5*x**4 + 1# 使用牛顿迭代法求解多项式的根root = newton_iteration(f, df, 1)print(root)
在这个示例中,我们使用初始值 $x_0=1$ 来逼近多项式的根。根据计算结果,多项式的根约为 $0.7548776$。由于多项式的系数为实数,而非有理数,因此这个根无法通过有理数表示。
设 $x_0$ 是多项式的一个近似根,我们可以通过以下递推公式来求解 $x_{n+1}$:
$$x_{n+1} = x_n - \frac{f(x_n)}{f'(x_n)}$$
其中 $f'(x)$ 是 $f(x)$ 的导数。对于 $f(x) = x^5 + x - 1$,我们有:
$$f'(x) = 5x^4 + 1$$
将 $f(x)$ 和 $f'(x)$ 代入公式,可以得到:
$$x_{n+1} = x_n - \frac{x_n^5 + x_n - 1}{5x_n^4 + 1}$$
通过迭代,我们可以逐渐逼近多项式的根。下面是 Python 代码的实现示例:
pythonCopy codedef newton_iteration(f, df, x0, eps=1e-9, max_iter=1000):
x = x0 for i in range(max_iter):
fx = f(x) if abs(fx) < eps: return x
dfx = df(x) if abs(dfx) < eps: return None
x = x - fx / dfx return None# 定义多项式及其导数f = lambda x: x**5 + x - 1df = lambda x: 5*x**4 + 1# 使用牛顿迭代法求解多项式的根root = newton_iteration(f, df, 1)print(root)
在这个示例中,我们使用初始值 $x_0=1$ 来逼近多项式的根。根据计算结果,多项式的根约为 $0.7548776$。由于多项式的系数为实数,而非有理数,因此这个根无法通过有理数表示。
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