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python 弦切法

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。