利用matlab進行多項式求根 符號解

2021-10-06 14:24:54 字數 2323 閱讀 6944

問題描述:對於乙個方程,比如:ax2

+bx+

c=0ax^2+bx+c=0

ax2+bx

+c=0

,我們想要求出關於x的表示式(求根)。

如果a,b,c是已知的,或者說是某個確定的數值,那麼我們就可以直接用roots函式進行求根——數值解

p=[1 2 1]

roots(p)

返回結果是:

ans =

-1-1

顯然這裡的a,b,c是未知的,我們想要求出x的表示式——符號解。那麼我麼可以用solve函式來實現:

syms a b c x                          % 宣告引數

eqn = a*x^2 + b*x + c == 0;

solx = solve(eqn, x)

返回結果是:

solx =

-(b + (b^2 - 4*a*c)^(1/2))/(2*a)

-(b - (b^2 - 4*a*c)^(1/2))/(2*a)

其中,solve(eqn,x)表示對等式eqn關於x的求解(同樣地,也可以求解關於a或b或c的解)。eqn可以是乙個等式,也可以是乙個表示式,如果是乙個表示式,則預設是對eqn=0求解。

需要注意的是,solve函式並不一定總是返回方程的所有解,比如:

syms x

solx = solve(cos(x) == -sin(x), x)

返回結果是:

solx =

-pi/4

如果我們需要返回所有可能的解,可以設定「returnconditions"選項為true。如下所示:
[solx, param, cond] = solve(cos(x) == -sin(x), x, 'returnconditions', true)
返回結果是:

solx =

pi*k - pi/4

param =

kcond =

in(k, 'integer')

如上所示,返回值有三個引數,分別是解、解的引數、解的條件。

solx =pi*k - pi/4

param =k

cond =in(k, 『integer』)

進一步深入:對於上述有多個解的情況,如何返回在指定區間內或滿足特定條件的解呢?

matlab實現:

syms x

[solx, param, cond] = solve(cos(x) == -sin(x), x, 'returnconditions', true)

matlab實現:

assume(cond)

solk = solve(-2*pimatlab實現:

xvalues = subs(solx, solk)

xvalues = vpa(xvalues) % 把符號解轉換成數字解

解的視覺化

繪製c os

(x)=

=−si

n(x)

cos(x) == -sin(x)

cos(x)

==−s

in(x

)的解:分別繪製cos(x)和 -sin(x),再標記出兩個曲線的交點。

matlab實現:

fplot(cos(x))

hold on

grid on

fplot(-sin(x))

title('both sides of equation cos(x) = -sin(x)')

legend('cos(x)','-sin(x)','location','best','autoupdate','off')

yvalues = cos(xvalues) % 計算交點的縱座標

scatter(xvalues, yvalues) % 標出交點的位置

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