弦切法是求解非線性方程組的一種數(shù)值計(jì)算方法,它通過從初始點(diǎn)構(gòu)造一條切線,將切線與$x$軸交點(diǎn)作為下一個(gè)迭代點(diǎn),不斷迭代直至滿足一定條件。
以下是使用Python實(shí)現(xiàn)弦切法的代碼:
def secant_method(f, x0, x1, tol, max_iter): i = 0 while i< max_iter: x = x1 - f(x1) * (x1 - x0) / (f(x1) - f(x0)) if abs(x - x1)< tol: return x x0, x1 = x1, x i += 1 raise ValueError("The method did not converge") f = lambda x: x**3 - x**2 + 2 x0, x1 = -1, 0 tol, max_iter = 1e-6, 100 root = secant_method(f, x0, x1, tol, max_iter) print(f"The root is approximately {root:.6f}")
其中,secant_method
函數(shù)為實(shí)現(xiàn)弦切法的主函數(shù),輸入?yún)?shù)分別為目標(biāo)函數(shù)$f(x)$,初始點(diǎn)$x_0$和$x_1$,容差tol
和最大迭代次數(shù)max_iter
。代碼實(shí)現(xiàn)形式上是一個(gè)while循環(huán),每次通過當(dāng)前點(diǎn)和前一點(diǎn)的函數(shù)值來求解下一個(gè)迭代點(diǎn)$x$,直至滿足容差或達(dá)到最大迭代次數(shù)。
在實(shí)例代碼中,我們使用了一個(gè)$ x^3 - x^2 + 2$作為目標(biāo)函數(shù)來進(jìn)行演示。初始點(diǎn)為$x_0 = -1$,$x_1 = 0$。容差tol
設(shè)為1e-6,最大迭代次數(shù)max_iter
設(shè)為100。運(yùn)行結(jié)果會(huì)輸出求得的根。
弦切法是一種常見的非線性方程組求解方法,在Python中也可以很方便地實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)函數(shù)值的反復(fù)迭代,我們可以得到接近根的解,從而對(duì)復(fù)雜的問題進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。