7-18 二分法求多项式单根 (20 分)
7-18 二分法求多项式单根 (20 分)
(PTA 基础编程题目集)
7-18 二分法求多项式单根 (20 分)
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®=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:
在给定区间[a,b]内的根。
输入格式:
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
import java.util.Scanner;
public class Main{
static float[] A=new float[4];
// static float[] A={1,-3,-1,3};
public static void main(String[] args) {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
for(int i=3;i>=0;i--){
A[i]=sc.nextFloat();
}
float a=sc.nextFloat();
float b=sc.nextFloat();
//保留两位有效小数
System.out.println(new java.text.DecimalFormat("0.00").format(solve(a,b)));
}
public static float solve(float a,float b) {
float x=(a+b)/2;
float res=0;
//中点的f值很小但不一定是根
if(b-a<=0.01){
//注意:如果设置:b-a<=0,答案错误
return x;
}
//注意:考虑区间端点是根的情况
if(f(a)==0){
return a;
}
if(f(b)==0){
return b;
}
if(f(a)*f(b)<0){
if(f(x)==0){
res=x;
} else if((f(x)*f(a)>0))//同号
return solve(x,b);
else if((f(x)*f(b)>0))
return solve(a,x);
}
return res;
}
public static float f(float x) {
return A[3]*x*x*x+A[2]*x*x+A[1]*x+A[0];
}
}