【洛谷】P1024 [NOIP2001 提高组] 一元三次方程求解 (二分)

发布时间 2023-12-20 10:50:17作者: 綾川雪絵

题目描述见此:P1024

如何求一个方程的根呢qwq

首先,根是什么,函数y=f(x)有零点 方程f(x)=0有实数根 函数y=f(x)的图象与x轴有交点。回顾我们高一学过的一个定理:

零点存在性定理:

如果函数y=f(x)在区间[a, b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)·f(b)<0,那么,函数y=f(x)在区间(a, b)内有零点,即存在c∈(a, b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根。

首先题目只要求我们求区间 [-100,100] 的根,若要利用零点存在性求出方程的根,我们可以先从i(i=-100)开始,先把区间分成 [i,i+1]在这个区间利用零点存在性定理判断是否存在零点,若存在就进行二分,不存在就一直迭代到存在的区间为止。

一开始考虑到函数的模样,还在想如何确定最开始的区间呢www计算机还是强大的诶,没想到直接从头到尾过一遍就好了233333

在这里复习一下浮点数二分的板子qwq

浮点二分板子

bool check(double x) {/* ... */} // 检查x是否满足某种性质

double binarySearch_3(double l, double r)
{
    const double eps = 1e-6;   // eps 表示精度,取决于题目对精度的要求
    while (r - l > eps)
    {
        double mid = (l + r) / 2;
        if (check(mid)) r = mid;
        else l = mid;
    }
    return l;
}

接下来就是题解啦!

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cmath>
using namespace std;

#define eps 1e-4 //精度
double A, B, C, D;

double f(double x) {
	return (A * x * x * x + B * x * x + C * x + D);
} //函数定义

int main() {
	cin >> A >> B >> C >> D;
	for (int i = -100; i <= 100; i++) {
		double l = i, r = i + 1, mid;
		if (fabs(f(l)) < eps)
			printf("%.2lf ", l);     //若左侧是根,直接输出
		else if (fabs(f(r)) < eps)   //若右侧是根,跳过循环,因为如果输出,下一轮循环也会重复输出同一答案
			continue;

		else if (f(l)*f(r) < 0) {   //若存在零点开始二分
			while (r - l > eps) {
				mid = (l + r) / 2;
				if (f(mid)*f(r) > 0)   //零点不在 [mid,r] 内,那么r往左边走
					r = mid;
				else
					l = mid;。   //否则就继续二分缩小区间
			}
			printf("%.2lf ", l);
		}
	}
	return 0;
}