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牛顿迭代法怎么用Python输出各个值

来源 :华课网校 2024-06-20 13:10:39

牛顿迭代法是一种通过逼近函数零点的方法来求解方程的数值方法。在Python中,可以通过编写代码来实现牛顿迭代法,并输出每一步的计算结果。

首先,需要定义一个函数,该函数表示需要求解的方程。假设我们要求解的方程是x^3 + 2x^2 + 3x - 4 = 0,则可以定义一个函数如下:

```python

def f(x):

return x**3 + 2*x**2 + 3*x - 4

```

接下来,需要定义一个函数来计算牛顿迭代法的下一个近似解。牛顿迭代法的公式为:x1 = x0 - f(x0) / f'(x0),其中x0为上一次的近似解,x1为当前的近似解,f(x)为需要求解的方程,f'(x)为f(x)的导数。

可以通过以下代码来实现牛顿迭代法的计算过程,并输出每一步的计算结果:

```python

def newton_raphson(x0, eps):

# 初始化变量

x1 = x0

fx0 = f(x0)

cnt = 0

# 迭代计算

while abs(fx0) > eps:

fx1 = (f(x1 + eps) - fx0) / eps

x1 = x0 - fx0 / fx1

fx0 = f(x1)

cnt += 1

# 输出每一步的计算结果

print('第%d次迭代,近似解为%.8f,函数值为%.8f' % (cnt, x1, fx0))

# 更新变量

x0 = x1

return x1

```

其中,x0为起始的近似解,eps为误差的精度要求。在每一次迭代中,需要计算f(x0)和f'(x0),并根据牛顿迭代法的公式计算出下一个近似解x1。然后,需要更新变量,将x0更新为x1,并继续迭代计算,直到满足误差的要求。

最后,可以通过以下代码调用newton_raphson函数来求解方程,并输出每一步的计算结果:

```python

x0 = 1.0 # 起始的近似解

eps = 1e-6 # 误差的精度要求

result = newton_raphson(x0, eps) # 求解方程

print('方程的解为:%.8f' % result) # 输出方程的解

```

通过以上代码,可以在Python中实现牛顿迭代法,并输出每一步的计算结果,从而更好地了解牛顿迭代法的计算过程。

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