布倫特法

布倫特方法(the method of Brent)是在二分法試位法的基礎上,藉助二次插值方法進行加速,有利用反插值方法來簡化計算而形成的一種方法。

布倫特(Brent方法初步感覺有些小題大做,仔細分析又不無道理。
假如知道f(x)的零點x’在一個不太大的區間
內,而且已知
在區間的端點處的函式值
,以及
在(x0,x1)內的近似解x=x2和f(x2),接下來利用這已知的三個點以及它們所對應的函式值作插值拋物線。與Muller方法不同的是,把
x0 ,x1 ,x2 與f(x0), f(x1), f(x2)的對應關係反過來用,相當於用y0 ,y1 ,y2 替代方程組
f(x0)= a(x0-x2) ^2+b(x0-x2)+c **************** (1)
f(x1)= a(x1-x2) ^2+b(x1-x2)+c **************** (2)
f(x2)= a(x2-x2) ^2+b(x2-x2)+c **************** (3)
中的x0 ,x1 ,x2 ,而方程組的常數項f(x0), f(x1), f(x2) 則用這裡的x0 ,x1 ,x2替換。所以對應的插值拋物線的一般形式為
x= a(y-y2) ^2+b(y-y2)+c **************** (4)
x0= a(y0-y2) ^2+b(y0-y2)+c **************** (5)
x1= a(y1-y2) ^2+b(y1-y2)+c **************** (6)
x2= a(y2-y2) ^2+b(y2-y2)+c **************** (7)
由(5)(6)(7)式可以得c=x2,利用Muller方法,可以寫成a,b 的表達式。
在(4)中令y=0,可以得到下一個近似點為
X=x2+(ay2 ^2+by2) **************** (8)
其中ay2 ^2+by2相當於校正項。
Brent方法的下一個規則是,如果得到的x仍然在區間[x0,x1]內,則用x2根據f(x2)
的符號替換x0或x1 ,用x替換x2;如果所得到的x不在區間[x0,x1]內,則暫時放棄反拋物線插值法,繼續用二分法或試位法。
實際上,我們可以利用二分法所得到函式順便採用反插值方法試探一下,看能否撿到一些便宜。
在這種平常心態下,我們也可以得到類似的效果,而且方法還簡單得多。

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