MATLAB基础应用精讲-【数模应用】牛顿迭代法(附MATLAB、C++、R语言和python代码实现)

news/2025/2/27 6:03:12

目录

前言

算法原理

什么是牛顿迭代法?

牛顿迭代如何迭代?

啥时候停止迭代呢?

特点

牛顿迭代法的扩展

迭代过程

数学模型

电力系统中牛顿拉夫逊法(N-R)潮流计算的直角坐标形式详细推导

潮流计算的牛顿-拉夫逊方法

牛顿-拉夫逊法的原理

牛顿-拉夫逊法的意义和推导

多变量非线性方程的解

牛顿-拉夫逊优化算法算法(NRBO)

1、算法原理 

伪代码

应用领域

优缺点

代码实现

R语言

MATLAB

求解单变量非线性方程

python

利用牛顿迭代公式求平方根

利用牛顿迭代公式求立方根

C++


 

前言

Newton-Raphson方法,通常简称为N-R法,是一种用于求解非线性方程组的数值技术。这种方法基于泰勒展开式的线性近似,通过逐次逼近的方式找到方程组的解。这种方法之所以广受欢迎,是因为它通常能够快速收敛到解,并且计算量相对较小。

在应用Newton-Raphson方法时,首先需要对非线性方程进行一次泰勒展开,并只保留线性项。这样做的目的是简化复杂的非线性问题,使之转化为一个线性问题,从而更容易求解。经过简化后的线性方程组可以使用标准的线性代数方法求解。

Newton-Raphson方法的收敛性通常很好,这意味着它能够迅速找到方程组的解。其收敛速度在很多情况下甚至比其他数值方法更快。然而,这种方法也有一些限制。例如,初始猜测值的选择非常重要,如果初始值选择不当,可能会导致方法无法收敛或者收敛到错误的解。

除了收敛速度快,Newton-Raphson方法的计算工作量也相对较小。这是因为每次迭代只需计算一次函数值和一次导数值,而不需要进行复杂的


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