数学中那个迭代法是怎么回事啊 ?
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发布时间:2022-04-25 22:58
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热心网友
时间:2023-10-16 12:56
迭代法也称辗转法,是一种不断用变量的旧值递推新值的过程,跟迭代法相对应的是直接法(或者称为一次解法),即一次性解决问题。迭代法又分为精确迭代和近似迭代。“二分法”和“牛顿迭代法”属于近似迭代法。
迭代算法是用计算机解决问题的一种基本方法。它利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点,让计算机对一组指令(或一定步骤)进行重复执行,在每次执行这组指令(或这些步骤)时,都从变量的原值推出它的一个新值。
利用迭代算法解决问题,需要做好以下三个方面的工作:
一、确定迭代变量。在可以用迭代算法解决的问题中,至少存在一个直接或间接地不断由旧值递推出新值的变量,这个变量就是迭代变量。
二、建立迭代关系式。所谓迭代关系式,指如何从变量的前一个值推出其下一个值的公式(或关系)。迭代关系式的建立是解决迭代问题的关键,通常可以使用递推或倒推的方法来完成。
三、对迭代过程进行控制。在什么时候结束迭代过程?这是编写迭代程序必须考虑的问题。不能让迭代过程无休止地重复执行下去。迭代过程的控制通常可分为两种情况:一种是所需的迭代次数是个确定的值,可以计算出来;另一种是所需的迭代次数无法确定。对于前一种情况,可以构建一个固定次数的循环来实现对迭代过程的控制;对于后一种情况,需要进一步分析出用来结束迭代过程的条件。
例 1 : 一个饲养场引进一只刚出生的新品种兔子,这种兔子从出生的下一个月开始,每月新生一只兔子,新生的兔子也如此繁殖。如果所有的兔子都不死去,问到第 12 个月时,该饲养场共有兔子多少只?
分析: 这是一个典型的递推问题。我们不妨假设第 1 个月时兔子的只数为 u 1 ,第 2 个月时兔子的只数为 u 2 ,第 3 个月时兔子的只数为 u 3 ,……根据题意,“这种兔子从出生的下一个月开始,每月新生一只兔子”,则有
u 1 = 1 , u 2 = u 1 + u 1 × 1 = 2 , u 3 = u 2 + u 2 × 1 = 4 ,……
根据这个规律,可以归纳出下面的递推公式:
u n = u n - 1 × 2 (n ≥ 2)
对应 u n 和 u n - 1 ,定义两个迭代变量 y 和 x ,可将上面的递推公式转换成如下迭代关系:
y=x*2
x=y
让计算机对这个迭代关系重复执行 11 次,就可以算出第 12 个月时的兔子数。参考程序如下:
cls
x=1
for i=2 to 12
y=x*2
x=y
next i
print y
end
例 2 : 阿米巴用简单*的方式繁殖,它每*一次要用 3 分钟。将若干个阿米巴放在一个盛满营养参液的容器内, 45 分钟后容器内充满了阿米巴。已知容器最多可以装阿米巴 2 20 个。试问,开始的时候往容器内放了多少个阿米巴?请编程序算出。
分析: 根据题意,阿米巴每 3 分钟*一次,那么从开始的时候将阿米巴放入容器里面,到 45 分钟后充满容器,需要* 45/3=15 次。而“容器最多可以装阿米巴 2 20 个”,即阿米巴* 15 次以后得到的个数是 2 20 。题目要求我们计算*之前的阿米巴数,不妨使用倒推的方法,从第 15 次*之后的 2 20 个,倒推出第 15 次*之前(即第 14 次*之后)的个数,再进一步倒推出第 13 次*之后、第 12 次*之后、……第 1 次*之前的个数。
设第 1 次*之前的个数为 x 0 、第 1 次*之后的个数为 x 1 、第 2 次*之后的个数为 x 2 、……第 15 次*之后的个数为 x 15 ,则有
x 14 =x 15 /2 、 x 13 =x 14 /2 、…… x n-1 =x n /2 (n ≥ 1)
因为第 15 次*之后的个数 x 15 是已知的,如果定义迭代变量为 x ,则可以将上面的倒推公式转换成如下的迭代公式:
x=x/2 ( x 的初值为第 15 次*之后的个数 2 20 )
让这个迭代公式重复执行 15 次,就可以倒推出第 1 次*之前的阿米巴个数。因为所需的迭代次数是个确定的值,我们可以使用一个固定次数的循环来实现对迭代过程的控制。
热心网友
时间:2023-10-16 12:57
迭代法是用于求方程或方程组近似根的一种常用的算法设计方法。设方程为f(x)=0, 用某种数学方法导出等价的形式x=g(x),然后按以下步骤执行:
(1)选一个方程的近似根,付给变量x。;
(2)将x。得值保存于变量x1,然后计算g(x1),并将结果存于变量x。;
(3)当x。与x1差的绝对值还不小于指定的精度要求时,重复步骤(2);
具体使用迭代法求根时应注意以下两种可能发生的情况:
(1)如方程无解,算法求出的近似根序列就会不收敛,迭代过程会变成“死循环” ,因此在使用迭代算法前应考察方程是否有解,并在程序中对迭代的次数给予*。
(2)方程虽有解,但迭代公式选择不当,或迭代的初始近似值选择不合理,也会导致迭代失败。
热心网友
时间:2023-10-16 12:57
实际上 迭代就是类推
它是通过兆规律 假设验证而来的
具体的要根据具体题目来定
你也可以找本数学书看一下
看着挺陌生 其实不复杂
热心网友
时间:2023-10-16 12:58
你去看一下<<C程序设计与上机指导>>这本书(谭浩强编),第42页有详细解答,一看遍知!!!