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如何用科学计算器解方程

2023-04-16 16:20| 来源: 网络整理| 查看: 265

原理:牛顿切线法

假设方程为F(x)=0,设函数y=F(x)。

函数的零点即为方程的解,任意取一点(x_{n} , F(x_{n}) ),做该点在函数上的切线,切线与x轴坐标有个交点( x_{n+1} , F(x_{n+1}) ),如此无限循环 x_{n+1} 就会无限接近函数零点(条件是函数有零点且光滑),不过由于科学计算器的限制,在经过有限次迭代之后,得到的值会不再变化(若有解),这个不再变化的值即为方程的解。

经过简单的推导可得到 x_{n+1} 与x_{n}的关系为:

x_{n+1}=x_{n}-\frac{f(x_{n})}{f'(x_{n})} ①

利用科学计算器上的ANS键(变量储存器,用于保存上次计算的结果)实现迭代功能。

在草稿纸上先将需解方程对应的①式列出。比如解方程: e^{x}-x^{3}-x^{2}-1=0 ②;对应的①式为: x_{n+1}=x_{n}-\frac{e^{x_{n}}-x_{n}^{3}-x_{n}^{2}-1}{e^{x_{n}}-3x_{n}^{2}-2x_{n}}在计算器上先任意输入一个初始值(在不止一个解的情况下,输的初始值不同可能算出的零点也不一样),然后点击等于。比如输入10,再点击等于,本步骤目的在于给接下来的迭代设一个初始值。在计算器上输入①式等式左端,其中x_{n} 由ANS键代替,确保输入无误,然后持续按等于直到得到的值不再变动,这个点即为方程的一个解。对于②式的方程,按以上步骤会得到一系列值:10 9.035980063 8.104483638 7.229079178 6.444205515 5.795463447 5.335486753 5.10034163 5.042496271 5.039358024 5.039349171 5.039349171 最后得到一个不再变化的值5.039349171,这个不再变化的值即为方程②的一个解。


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