超越方程(英语:transcendental equation)是包含超越函数的方程,也就是方程中有无法用自变数的多项式或开方表示的函数,与超越方程相对的是代数方程。超越方程的求解无法利用代数几何来进行。大部分的超越方程求解没有一般的公式,也很难求得解析解。

超越方程简单的计算可以用折线法计算,既先用matlab画出图像找出解的大致范围,之后用折线法算出大致的解。

例:x^2=e^(x/2)-1;   %此题有3个解,一个小于1,一个大于8小于9,一个是负数。下面解释之针对8~9之间的解;

 

函数图像:

超越python 超越方程_折线

 

 

(1)无法直接求解,但可以分成两个函数,两边同时开方,现只讨论右侧为正数的情况。要用折线法计算。

两个方程:y=x;

     y=sqrt(exp(x/2)-1);

(2)在matlab中画出两个图像,找出交点所在的范围。程序如下:

x=1:100;

y1=x;

y2=sqrt(exp(x./2)-1);

plot(x,y1);

hold on;    //此命令可以使两个函数图像出现在一张图上,意思是将第一个图像加到第二个图像上

plot(x,y2);

(3)此时查看图像,发现解所在的范围在8~9直间,接下来就是折算法求解了。两个方法:

方法一:

(1)   首先令x=8(左范围);

       因为存在y=x这个式子,所以y=8;

  因为y=sqrt(exp(x./2)-1),所以x1=x=2*ln(y^2+1);

  再令y=x1;

  再执行x1=2*ln(y^2+1);

  再令y=x1;

  再执行x1=2*ln(y^2+1);

  依此循环 直到x1不变时,x1即为此方程的近似解为8.6625。

(2)下图是折线法的原理图,目的是无限接近于正解,可参考此图理解第(1)步。

超越python 超越方程_折线_02

方法二:程序法

(1)新建脚本,输入程序:

x(1)=8;
y=x;
for n=1:149
x(n+1)=2*log(x(n)^2+1);
end
n=1:150;
plot(n,x(n))
x(150)            %  x(150)就趋近于最终解

运行结果:x(150)=8.6625;

 

超越python 超越方程_超越python_03