题目描述
有形如:ax3+bx2+cx+d=0 这样的一个一元三次方程。给出该方程中各项的系数(a,b,c,d 均为实数),并约定该方程存在三个不同实根(根的范围在-100至100之间),且根与根之差的绝对值>=1。要求由小到大依次在同一行输出这三个实根(根与根之间留有空格),并精确到小数点后2位。
提示:记方程f(x)=0,若存在2个数x1和x2,且x1<x2,f(x1)*f(x2)<0,则在(x1,x2)之间一定有一个根。
输入输出格式
输入格式:
一行,4个实数A,B,C,D。
输出格式:
一行,三个实根,并精确到小数点后2位。
输入输出样例
输入样例#1:
1 -5 -4 20
输出样例#1:
-2.00 2.00 5.00
数据规模太小,可以随便暴力
但为了证明我这几天微积分没白学,用一个高级的方法
首先 f(x)=ax3+bx2+cx+d 求导得到 df/dx=3ax2+2bx+c
求这个导数的零点(就是二次函数求根公式了)得到f(x)的最值点
最值点组成的三个区间一定各有一个f(x)零点,使用牛顿迭代法求得这个零点即可
牛顿迭代法就是不停的用一个点的切线拟合曲线,那个点的导数就是切线斜率
依次类推,可以得到求高次函数零点的一种迭代法:
求n次函数零点,需要极值点来划分区间,也就需要求其导数(n-1次函数)的零点,依次迭代到n=2直接通过公式(当然n=3或4也可以)
最后的复杂度依赖于求零点算法的复杂读
貌似没有人发表过,那么就叫Candy迭代法吧
不过这和三分法求极值相比有优势吗?
// // main.cpp // 一元三次方程 // // Created by Candy on 2016/12/10. // Copyright © 2016年 Candy. All rights reserved. // #include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <cmath> #include <algorithm> using namespace std; const double eps=1e-3; double a,b,c,d; inline double f(double x){ return ((a*x+b)*x+c)*x+d;} inline double df(double x){ return (3*a*x+2*b)*x+c;} double sol(double l,double r){ //printf("sol %lf %lf\n",l,r); int step=20;double x=(l+r)/2; while(step--){ x=x-f(x)/df(x); } return x; } int main(int argc, const char * argv[]) { scanf("%lf%lf%lf%lf",&a,&b,&c,&d); double p1=(-sqrt(b*b-3*a*c)-b)/(3*a), p2=(+sqrt(b*b-3*a*c)-b)/(3*a); printf("%.2f %.2f %.2f\n",sol(-100,p1),sol(p1,p2),sol(p2,100)); return 0; }