数值分析.南京电大 36讲 szfx21.doc

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§1. 二分法 一、二分法的具体计算过程 第一步,取区间中点(a+b)/2,计算区间中点的函数值f((a+b)/2), ③ 如果,则在区间上,f(x)在两个端点的函数值异号,于是原方程在区间内有根,记,下一步在区间内继续进行。 第二步, 求f(x)在区间[a1,b1]的中点的函数值,并检验其正负号, ①如果, 则原方程在区间内有根,并记; ② 如果,则在区间上,原方程有根,记。 于是,我们得到,其区间宽度为: 象这样,继续进行第三步、第四步、...... , 区间宽度每次缩小一半,得到一个区间序列: 此时,f(an). f(bn)0,即原方程在区间[an,bn]内有根,区间宽度为: 当n足够大时,如果此时的区间宽度已达到精度要求,则以区间的中点作为x*的近似值,即; 此时,近似值的误差小于该区间宽度的一半,即。如果精度要求,则要求 两边取自然对数,得: ln(b-a)-(n+1)ln2≤lnε则 注意到 , ,有 如精度要求提高,则上式的关键项ln(1/ε), 由于210=1024,如要求误差缩小0.1000,则要求多计算10次。 二、计算流程 根据精度要求可以事先计算出需执行步骤数n。 初态:。 对于n=1,2,...n做 计算 如果,输出 如果,则 否则 输出 其几何意义如图: 例: 求方程x3-2x-5=0的近似解,精确到0.001。 解: f(x)= x3-2x-5, ε=0.001,因为f(2)=-10,f(3)=160, 故 方程在区间[2,3]上有根。又 ,取n=9,将计算结果列表如下: 所以x*x9=2.0947265,而精确值为 2.0945515..., 误差为0 三、二分法的特点 二分法的优点是计算简便,对函数f(x)的要求不高,只要求连续即可,且误差估计容易。二分法的缺点是收敛速度很慢,每计算一步,误差减小一半。 第七周(19—21)作业 P114 练习12.4 (A)1,2;(B)1; P123 练习13.1 (A)1,2;(B)1,2,3,4; P146 习题13:1 Y X a b b1=(a+b)/2 b2=(a+b1)/2 b3=(a+b2)/2 a1=(a+b2)/2 x*

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