7-18 二分法求多項式單根(20 分)


二分法求函數根的原理為:如果連續函數f(x)在區間[a,b]的兩個端點取值異號,即f(a)f(b)<0,則它在這個區間內至少存在1個根r,即f(r)=0

二分法的步驟為:

  • 檢查區間長度,如果小於給定閾值,則停止,輸出區間中點(a+b)/2;否則
  • 如果f(a)f(b)<0,則計算中點的值f((a+b)/2)
  • 如果f((a+b)/2)正好為0,則(a+b)/2就是要求的根;否則
  • 如果f((a+b)/2)f(a)同號,則說明根在區間[(a+b)/2,b],令a=(a+b)/2,重復循環;
  • 如果f((a+b)/2)f(b)同號,則說明根在區間[a,(a+b)/2],令b=(a+b)/2,重復循環。

本題目要求編寫程序,計算給定3階多項式f(x)=a3​​x3​​+a2​​x2​​+a1​​x+a0​​在給定區間[a,b]內的根。

輸入格式:

輸入在第1行中順序給出多項式的4個系數a3​​a2​​a1​​a0​​,在第2行中順序給出區間端點ab。題目保證多項式在給定區間內存在唯一單根。

輸出格式:

在一行中輸出該多項式在該區間內的根,精確到小數點后2位。

輸入樣例:

3 -1 -3 1
-0.5 0.5 

輸出樣例:

0.33 
#include <stdio.h>  
float f(float x);  
float a3, a2, a1, a0;  
  
int main()  
{  
    float a, b;  
    scanf("%f %f %f %f", &a3, &a2, &a1, &a0);  
    scanf("%f %f", &a, &b);  
    float left, mid, right;  
    left = a;  
    right = b;  
    while (left <= right - 0.001 && f(left) * f(right) <= 0)  
    {  
        if (f(left) == 0)  
        {  
            printf("%.2f",&left);  
            return 0;  
        }  
        if (f(right) == 0)  
        {  
            printf("%.2f", right);  
            return 0;  
        }  
        mid = (left + right) / 2;  
        if (f(mid) * f(left) > 0)  
        {  
            left = mid;  
        }  
        else  
        {  
            right = mid;  
        }  
    }  
    printf("%.2f", mid);  
    return 0;  
}  
  
float f(float x)  
{  
    float result;  
    result = a3*x*x*x + a2*x*x + a1*x + a0;  
    return result;  
}  

 


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