Кто-нибудь знает как сделать решение кубического уравнения в python без numpy и solve ?
-
1Пожалуйста, уточните вашу конкретную проблему или приведите более подробную информацию о том, что именно вам нужно. В текущем виде сложно понять, что именно вы спрашиваете.– Дух сообщества Бот5 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".– insolor5 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.– MarianD5 авг 2022 в 12:24
-
Даже стало интересно - неужели ни у кого ранее такой задачи не возникало? :-)– Сергей5 авг 2022 в 12:28
-
@MarianD, ну, численные методы - это не спортивно– insolor5 авг 2022 в 12:34
2 ответа
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))
-
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:-)– Сергей5 авг 2022 в 12:25
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))