Question

matlab二分法求方程的根

Answer 1

• matlab源程序如下：
  

• function erfenfa(a,b)%a，b为区间，s=(a+b)/2;，while b-a>1e-5  if fun(a)*fun(s)>0。  a=s; elseif fun(a)*fun(s)<0

• function y=fun(x)

• 二分法 即一分为二的方法。设[a，b]为R的紧区间， 逐次二分法就是造出如下的区间序列：a0=a，b0=b，且对任一自然数n，[an+1，bn+1]或者等于[an，cn]，或者等于[cn，bn]，其中cn表示[an，bn]的中点。

• 一般地，对于函数f(x),如果存在实数c,当x=c时，若f(c)=0,那么把x=c叫做函数f(x)的零点。

• 解方程即要求f(x)的所有零点。

• 先找到a、b属于区间（x，y），使f(a)，f(b)异号，说明在区间(a,b)内一定有零点，然后求f[(a+b)/2],

• 现在假设f(a)<0,f(b)>0,a<b

• 如果f[(a+b)/2]=0，该点就是零点，

• 如果f[(a+b)/2]<0,则在区间（(a+b)/2，b)内有零点，(a+b)/2赋给a，从①开始继续使用中点函数值判断。

• 如果f[(a+b)/2]>0，则在区间(a,(a+b)/2)内有零点，(a+b)/2赋给b，从①开始继续使用中点函数值判断。

• 通过每次把f(x)的零点所在小区间收缩一半的方法，使区间的两个端点逐步迫近函数的零点，以求得零点的近似值，这种方法叫做二分法。

Answer 2

举个简单例子：
问题1：求f(x)=1-x-sinx=0在【0，1】的根 误差不超过0.5*10^(-4)
解答：
clc;clear
a=0;b=1;
fa=1-a-sin(a);
fb=1-b-sin(b);
c=(a+b)/2;
fc=1-c-sin(c);
if fa*fb>0,break,end
while abs(fc)>0.5*10^(-4)
c=(a+b)/2;
fc=1-c-sin(c);
if fb*fc>0
b=c;
fb=fc;
else
a=c;
fa=fc;
end
end
format long
fx=fc,x=c

结果：
fx =

-2.414986223420179e-005

x =

0.510986328125000

问题2：用二分法求方程x^3-3*x-1=0的根
解答：
先建立二分法的fun.m文件，代码如下：
function fun(a,b,e)
%f是自定义的函数
%a为隔根区间左端点，b为隔根区间右端点，e为绝对误差限
if nargin==2
e=1.0e-6;
elseif nargin<2
input('变量输入错误！');
return;
end
if a>=b
input('隔根区间输入错误！');
return;
end
a1=a;
b1=b;
c1=(a1+b1)/2;
n=0; %迭代计数器,初值为0
while (b-a)/(2^(n)) >= 1/2*e
c1
if f(c1)==0
c1
elseif f(a1)*f(c1)>0
a1=c1;
c1=(a1+b1)/2;
n=n+1;
elseif f(b1)*f(c1)>0
b1=c1;
c1=(a1+b1)/2;
n=n+1;
end
end
n

再建立所要求函数的f.m文件：
function y=f(x)
y=x^3-3*x-1;

运行：fun(-100,100,10^(-4))
-100 100 为根所在该区间,10^(-4)表示精度要求。

结果：c1 =
0
c1 =
50
c1 =
25
c1 =
25/2
c1 =
25/4
c1 =
25/8
c1 =
25/16
c1 =
75/32
c1 =
125/64
c1 =
225/128
c1 =
475/256
c1 =
975/512
c1 =
1925/1024
c1 =
988/529
c1 =
2494/1331
c1 =
640/341
c1 =
1189/633
c1 =
171/91
c1 =
1357/722
c1 =
109/58
c1 =
1013/539
c1 =
701/373
n =
22

最后结果为 701/373