1

Кто-нибудь знает как сделать решение кубического уравнения в python без numpy и solve ?

5
  • 1
    Пожалуйста, уточните вашу конкретную проблему или приведите более подробную информацию о том, что именно вам нужно. В текущем виде сложно понять, что именно вы спрашиваете. 5 авг 2022 в 12:16
  • В принципе так же как вы бы решали кубическое уравнение на бумаге. Так что вопрос сводится к "как решать кубические уравнения".
    – insolor
    5 авг 2022 в 12:21
  • @insolor, это не совсем так как на бумаге — компьютер работает гораздо быстрее и может постепенно уточнять результат путем многих итераций.
    – MarianD
    5 авг 2022 в 12:24
  • Даже стало интересно - неужели ни у кого ранее такой задачи не возникало? :-) 5 авг 2022 в 12:28
  • @MarianD, ну, численные методы - это не спортивно
    – insolor
    5 авг 2022 в 12:34

2 ответа 2

3

Вот. Честно найдено на: https://www.cyberforum.ru/python-tasks/thread2874633.html за 30 секунд через поисковый запрос в Google "решение кубического уравнения python" (ответ был первым в выдаче). Теперь у нас в базе знаний есть решение кубического уравнения без numpy и solve...

def sign(x):  # вроде бы есть в numpy, но и написать несложно...
    if x>0:
        return 1
    elif x<0:
        return -1
    else:
        return 0
        
def dicho(f,a,b,eps=1.0e-14):  # Дихотомия. Один вещественный корень у  
    fa=f(a)                    # кубического полиномаесть всегда. Его и найдем...
    fb=f(b)
    while True:
        c=0.5*(a+b)
        if abs(b-a)<eps:
            return c
        fc=f(c)
        if abs(fc)<=eps:
            return c
        if sign(fa)*sign(fc)<0:
            b=c
            fb=fc
        else:
            a=c
            fa=fc
            
def div_poly(p,a):  # делим исходный полином на (x-a) и получаем квадратный
    r=[0,0,0]          # трехчлен, поставляющий два недостающих корня
    r[2]=p[3]
    r[1]=p[2]+a*p[3]
    r[0]=(p[1]+a*(p[2]+a*p[3]))
    return tuple(r)
    
def solve_qube(p):  # парадная функция
    q=max(p)
    left=-abs(q)/abs(p[3])  # границы вещественного корня
    right=-left
    x1=dicho(lambda x: p[3]*x**3+p[2]*x**2+p[1]*x+p[0],left,right)
    (c,b,a)=div_poly(p,x1)
    d=b**2-4*a*c
    x2=(-b+d**0.5)/(2*a)
    x3=(-b-d**0.5)/(2*a)
    return (x1,x2,x3)
    
print(solve_qube([12,4,8,5]))

Вывод:

(-1.8623879412594293, (0.13119397062971466+1.1275887015236796j), (0.13119397062971452-1.1275887015236796j))

1
  • Если ответ был полезным, его можно отметить плюсом (нажать треугольник вверх слева от вопроса). Если ответ решил поставленный вопрос - принять ответ (нажать на галку под треугольниками слева). Можно и то, и другое, если ещё и понравилось:-) 5 авг 2022 в 12:25
1

вот решение кубического уравнения в общем виде

from cmath import *


def cbrt(polynomial):
    solution = set()
    root1 = polynomial ** (1 / 3)
    root2 = (polynomial ** (1 / 3)) * (-1 / 2 + (sqrt(3) * 1j) / 2)
    root3 = (polynomial ** (1 / 3)) * (-1 / 2 - (sqrt(3) * 1j) / 2)
    solution.update({root1, root2, root3})
    return solution


def linear(a, b):
    solutions = set()
    if a == 0 and b == 0:
        solutions.add(True)

    if a == 0 and b != 0:
        solutions.add(False)

    if a != 0:
        solutions.add(-b / a)
    return solutions


def quadratic(a, b, c):
    solutions = set()
    if a != 0:
        D = b ** 2 - 4 * a * c
        x1 = (-b + sqrt(D)) / (2 * a)
        x2 = (-b - sqrt(D)) / (2 * a)
        solutions.update({x1, x2})
    else:
        solutions.update(linear(b, c))
    return solutions


def cubic(a, b, c, d):
    solutions = set()
    if a != 0:
        p = (3 * a * c - b ** 2) / (3 * a ** 2)
        q = (2 * b ** 3 - 9 * a * b * c + 27 * a ** 2 * d) / (27 * a ** 3)
        alpha = cbrt(-q / 2 + sqrt((q / 2) ** 2 + (p / 3) ** 3))
        beta = cbrt(-q / 2 - sqrt((q / 2) ** 2 + (p / 3) ** 3))
        for i in alpha:
            for j in beta:
                if abs((i * j) + p / 3) <= 0.0001:
                    x = i + j - b / (3 * a)
                    solutions.add(x)
    else:
        solutions.update(quadratic(b, c, d))
    return solutions


print('ax^3+bx^2+cx+d=0')
a, b, c, d = map(complex, input().split())

print(cubic(a, b, c, d))

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.