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两个基本定理

定理1(代数学基本定理)

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定理2(根的存在性定理)

设函数 f (x)在 [a, b]内连续,严格单调,且有f (a)·f (b) < 0,则在[a, b]内方程f (x)=0有且仅有一个实根。
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方程求根问题一般分为三步进行:
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确定跟的分布范围可以采用如下方法:
  1. 作图法
  1. 搜索法
    1. 不断用定理2(根的存在性定理),不断逼近根的范围

5.2 二分法

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实际计算中,不可能完成这种无穷过程;
对这种无穷过程的截断会产生截断误差;只要在精度范围之内就可以

误差估计与分析

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也就是二分法的误差不会超过:
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一般情况下:由这种方法计算出来的k值往往偏大;但是在不知道真值的情况下,这是确保精度所必须的
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检验横坐标精度是否满足要求
 
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检验y值
但是这种方法并不好,因为f(x)未知,这种方法无法保证x的精度

二分法的计算步骤

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二分法的特点

优点

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缺点

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5.3 简单迭代法

迭代法的基本思路

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由此,构造一个迭代的序列:
  1. 从一个初值 出发
  1. 迭代,直到误差足够小
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  1. 选取不同的迭代函数,数学上不完全等价
    1. 改变了定义域
  1. 选取不同的迭代函数,收敛的速度(甚至是否收敛)结果是不同的

迭代法的几何意义

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迭代公式的收敛性与误差估计

问题
  1. 如何选取迭代函数使得迭代过程收敛?
  1. 收敛较慢时,如何加速收敛?

定理5.1 迭代法收敛定理

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第一个要求:要求迭代函数 平面上的位置在一个正方形区域内
第二个要求:要求迭代函数 导数绝对值严格小于1

进行误差估计时,尽可能用到最新、最全的数据
例如,进行误差估计判断何时停止迭代时,用①估计的k值可能比②要小
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但是定理5.1有如下局限性,即它给出了[a,b]上全局收敛的条件,此时x0在[a,b]上任取即可;但是这些条件有时难以满足;(也就是,只在真值x*的某一个领域内收敛)
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