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三次函数求零点公式,三元函数求条件极值的步骤

时间:2023-05-03 22:07:12 阅读:138217 作者:417

三分法求函数极值与二分法的思想相似,三分算法主要用于求解非线性函数的极值问题,是通过迭代求函数极值点近似解的算法。

如图所示,已知的函数f(x )在点left和点right之间存在极值点,目前我们的任务是找到该极值点或者计算该区间中的函数的极值。 这里,与二分法图像不同,mid点有左右两个。 都是三等分点。

标记为midl和midr很容易得到。

mdlx=leftxrightxeftx3=2leftxrigtx3midl _ { x }=left _ { x }frac { right _ { x }-left _ { x } {3=} frac

m i d r x=r i g h t x r

i g h t x − l e f t x 3 = l e f t x + 2 ∗ r i g h t x 3 midr_{x} = right_{x}- frac{right_{x} - left_{x}}{3}=frac{left_{x} + 2*right_{x}}{3} midrx​=rightx​−3rightx​−leftx​​=3leftx​+2∗rightx​​
在进行迭代的时候,计算f(midl)和f(midr)并比较大小,发现有f(midl)>f(midr),说明midr距离极值点更近,因此应该将left点进行更新,如下图所示。

   在经过若干次迭代之后,right-left会越来越小,并小于一个值eps,此时结束迭代。我们可以通过调整eps的大小控制极值点求解的精度。

  值得注意的是,我们应根据所求极值点(极大值|极小值)对判断条件应做出相应调整,即求极大值时,当f(midl) > f(midr),说明左端点距离极大值点更近,因此应该更新right。

实现上图的代码(C语言)如下:

double th_division(double left, double right, double eps){ //求解极小值点 double midl, midr; while (right - left > eps) { midl = (2 * left + right) / 3; midr = (left + 2 * right) / 3; if (f(midl) > f(midr)) // f是需要求的函数 left = midl; else right = midr; } return midl; //返回近似极值点}
例题: HDOJ 2438 Turn the corner

题目传送门

  题目大意:给定一个转角两端的宽度X, Y,以及汽车的长度和宽度L, D,判断汽车能否转过这个角(理想化转角)。

  分析:判断汽车左侧所在直线与墙边所在直线交点位置即可,关键在于建立数学方程。

实现代码:

#include <cmath>#include <iostream>using namespace std;const double eps = 1e-6;const double pi = acos(-1.0);double x, y, l, d;double fun(double i){ return (x - l * sin(i) - d / cos(i)) / tan(i);}int main(){ while (~scanf("%lf%lf%lf%lf", &x, &y, &l, &d)) { double ll = 0, rr = pi / 2, midl, midr; while (rr - ll > eps) { midl = (2 * ll + rr) / 3; midr = (ll + 2 * rr) / 3; if (fun(midl) < fun(midr)) rr = midr; else ll = midl; } if (fun(ll) > -y) printf("yesn"); else printf("non"); }}

  如有错误还请指出。

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