二分法-通过逐步将区间对分求出非线性方程的实根的方法

二分法

《二分法》,此词条收录于10/03,仅供参考

      二分法(Bisection method)也称对分法。它通过将区间[a,b]对分,逐步缩小根的范围,从而求出非线性方程f(x)=0的实根。

      二分法的英文“bisection”是“bisect”的名词形式。“bisect”意为“将……分成两半”,源自拉丁语“bisectus”,由拉丁语前缀“bi-”(意为“两个”)和动词“secare”(意为“切割”)组成。从历史上看,在约公元前300年成书的《几何原本》中,欧几里得(Euclid)描述了一种通过连续减半的方法逼近一个量的过程,这可以看作是二分法的早期形式。1817年,波尔查诺(Bernard Placidus Johann Nepomuk Bolzano)在论文《零点定理的纯分析证明》提出了介值定理的一个版本,并使用了一种半区间分析的方法来找到函数根的一个区间。后来,二分法逐渐开始应用于计算机科学领域,第一个二分搜索算法约出现在1957年。

      二分法的原理为零点定理。二分法具有计算简单,能保证收敛的优势,但它也存在收敛速度较慢的不足。其他常用的求根算法有盈不足术法、牛顿切线法等,其中盈不足术法是对二分法的一个推广,将区间按一定比例分成了不等长的区间。牛顿切线法利用函数的导数信息构造迭代公式,收敛速度比较快,缺点是局部收敛,对初始值的要求比较高。二分法在现实世界中应用广泛,如工程学中,它可以用于优化负荷模型的构建,提高电力系统可靠性评估的准确性和效率。

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