迭代公式具體為Xn+1=(Xn+a/xn)/2 (n=0,1,2,3….;X0=a/2),這是我的一次作業。
#include<iostream.h>
#include<math.h>
void main()
{
float a,m,n;
cout<<"please input a positive integer"<<endl;
cout<<"a="<<endl;
cin>>a;
n=a/2;
m=(n+a/n)/2;
while(fabs(n-m)>1e-6)
{n=m;
m=(n+a/n)/2;
}
cout<<"The square root of a is"<<m<<endl;
}
呵呵,關于牛頓迭代法,眾人研究甚多。
TIP1:
牛頓迭代法(Newton's method)又稱為牛頓-拉夫遜方法(Newton-Raphson method),它是牛頓在17世紀提出的一種在實數域和復數域上近似求解方程的方法。多數方程不存在求根公式,因此求精確根非常困難,甚至不可能,從而尋找方程的近似根就顯得特別重要。方法使用函數f(x)的泰勒級數的前面幾項來尋找方程f(x) = 0的根。牛頓迭代法是求方程根的重要方法之一,其最大優點是在方程f(x) = 0的單根附近具有平方收斂,而且該法還可以用來求方程的重根、復根。
設r是f(x) = 0的根,選取x0作為r初始近似值,過點(x0,f(x0))做曲線y = f(x)的切線L,L的方程為y = f(x0)+f'(x0)(x-x0),求出L與x軸交點的橫坐標 x1 = x0-f(x0)/f'(x0),稱x1為r的一次近似值。過點(x1,f(x1))做曲線y = f(x)的切線,并求該切線與x軸的橫坐標 x2 = x1-f(x1)/f'(x1),稱x2為r的二次近似值。重復以上過程,得r的近似值序列,其中x(n+1)=x(n)-f(x(n))/f'(x(n)),稱為r的n+1次近似值,上式稱為牛頓迭代公式。
解非線性方程f(x)=0的牛頓法是把非線性方程線性化的一種近似方法。把f(x)在x0點附近展開成泰勒級數 f(x) = f(x0)+(x-x0)f'(x0)+(x-x0)^2*f''(x0)/2! +… 取其線性部分,作為非線性方程f(x) = 0的近似方程,即泰勒展開的前兩項,則有f(x0)+f'(x0)(x-x0)=f(x)=0 設f'(x0)≠0則其解為x1=x0-f(x0)/f'(x0) 這樣,得到牛頓法的一個迭代序列:x(n+1)=x(n)-f(x(n))/f'(x(n))。
TIP2:
相關:迭代算法是用計算機解決問題的一種基本方法。它利用計算機運算速度快、適合做重復性操作的特點,讓計算機對一組指令(或一定步驟)進行重復執行,在每次執行這組指令(或這些步驟)時,都從變量的原值推出它的一個新值。
例如,當我們要解決一個相關遞增問題時,利用計算機的優勢可以設計出相關的程序來快速求得解。
如題, 一個飼養場引進一只剛出生的新品種兔子,這種兔子從出生的下一個月開始,每月新生一只兔子,新生的兔子也如此繁殖。如果所有的兔子都不死去,問到第 12 個月時,該飼養場共有兔子多少只?
呵呵,又是兔子問題,這是個思路比較清楚,解法比較簡單的一道題!
這是一個典型的遞推問題。我們不妨假設第 1 個月時兔子的只數為 u1 ,第2個月時兔子的只數為u2,第3個月時兔子的只數為u3,……根據題意,“這種兔子從出生的下一個月開始,每月新生一只兔子”,則有
U1=1,U 2=U1+U1×1=2,U3=U2+U2×1=4,……
根據這個規律,可以歸納出下面的遞推公式:
U n = U (n-1)× 2 (n ≥ 2) ,對應 Un 和 U n - 1 ,定義兩個迭代變量 y 和 x ,可將上面的遞推公式轉換成如下迭代關系:
y=x*2
x=y
讓計算機對這個迭代關系重復執行 11 次,就可以算出第 12 個月時的兔子數。