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PAT-《C/C++/Java/Pascal 程序设计基础》习题集-循环-08(MOOC3-1)二分法求多项式单根
首先粘一下题目:
二分法求函数根的原理为:如果连续函数f(x)在区间[a, b]的两个端点取值异号,即f(a)f(b)<0,则它在这个区间内至少存在1个根r,即f(r)=0。
二分法的步骤为:
检查区间长度,如果小于给定阈值,则停止,输出区间中点(a+b)/2;否则
如果f(a)f(b)<0,则计算中点的值f((a+b)/2);
如果f((a+b)/2)正好为0,则(a+b)/2就是要求的根;否则
如果f((a+b)/2)与f(a)同号,则说明根在区间[(a+b)/2, b],令a=(a+b)/2,重复循环;
如果f((a+b)/2)与f(b)同号,则说明根在区间[a, (a+b)/2],令b=(a+b)/2,重复循环;
本题目要求编写程序,计算给定3阶多项式f(x)=a3x3+a2x2+a1x+a0在给定区间[a, b]内的根。
输入格式:
输入在第1行中顺序给出多项式的4个系数a3、a2、a1、a0,在第2行中顺序给出区间端点a和b。题目保证多项式在给定区间内存在唯一单根。
输出格式:
在一行中输出该多项式在该区间内的根,精确到小数点后2位。
输入样例:
3 -1 -3 1
-0.5 0.5
输出样例:
0.33
注意事项:
1. 题目中要求精确到小数点后2位,因此要#define或者const一个常量,#define EPS 1e-3或者const double EPS=1e-3。用这个常量判断区间的大小。亦即当(a,b)区间长度b-a小于或等于1e-3时,终止循环。
2. 循环过程中判断如果f((a+b)/2)等于0,则提前终止循环,并输出结果。在循环外边判断如果f((a+b)/2)不等于0,说明在循环体内并没有结果输出,而是由于区间长度过小(小于或等于1e-3)使循环终止,此时要输出(a + b) / 2。
3. 函数的计算,使用x * (x * (a3 * x + a2) + a1) + a0要比a3*x*x*x+a2*x*x+a1*x+a0更好!
因为这道题比较简单,注意事项也已经提前说明,因此直接粘出代码:
1 #include <iostream> 2 #include <cstdio> 3 4 #define EPS (1e-3)// 注意事项1 5 using namespace std; 6 7 double a3, a2, a1, a0; 8 double func(double x); 9 int main()10 {11 double a, b;12 cin >> a3 >> a2 >> a1 >> a0;13 cin >> a >> b;14 15 double fa = func(a);16 double fb = func(b);17 while(b - a > EPS)// 注意事项118 {19 double mid = (a + b) /2;20 double fmid = func(mid);21 if(fmid == 0)// 注意事项222 {23 printf("%.2lf", mid);24 break;25 }26 if(fa * fmid > 0)27 {28 a = mid;29 fa = func(a);30 continue;31 }32 if(fb * fmid > 0)33 {34 b = mid;35 fb = func(b);36 continue;37 }38 }39 if(func((a + b )/ 2) != 0)40 printf("%.2f\n", (a + b) / 2);// 注意事项241 42 return 0;43 }44 double func(double x)45 {46 return x * (x * (a3 * x + a2) + a1) + a0;// 注意事项347 }
按照惯例粘一下AC的结果:
PAT-《C/C++/Java/Pascal 程序设计基础》习题集-循环-08(MOOC3-1)二分法求多项式单根