这段代码是用来解决一元三次方程的程序。它使用了复数运算,并根据判别式的值进行不同分支的处理,输出方程的根。
您可以在程序中输入一元三次方程的系数a、b、c和d,然后调用solve_cubic_equation
函数进行求解。函数会根据判别式的值进行不同情况的处理并输出结果。
请注意,这段代码需要使用C++编译器进行编译运行,同时需要包含<iostream>
、<complex>
和<cmath>
头文件。
#include <iostream>
#include <complex>
#include <cmath>
using namespace std;
void solve_cubic_equation(double a, double b, double c, double d) {
double discriminant, delta;
double p, q;
double x1, x2;
complex<double> x3;
discriminant = (18 * a * b * c * d) - (4 * pow(b, 3) * d) + (pow(b, 2) * pow(c, 2)) - (4 * a * pow(c, 3)) - (27 * pow(a, 2) * pow(d, 2));
delta = (pow(b, 2) - (3 * a * c));
if (discriminant > 0) {
p = ((3 * a * c) - pow(b, 2)) / (3 * pow(a, 2));
q = ((2 * pow(b, 3)) - (9 * a * b * c) + (27 * pow(a, 2) * d)) / (27 * pow(a, 3));
double phi = acos(-q / (2 * sqrt(-pow(p, 3))));
x1 = (2 * sqrt(-p) * cos(phi/3)) - (b / (3 * a));
x2 = (2 * sqrt(-p) * cos((phi + (2 * M_PI))/3)) - (b / (3 * a));
x3 = (2 * sqrt(-p) * cos((phi - (2 * M_PI))/3)) - (b / (3 * a));
cout << "方程有三个实根:" << endl;
cout << "x1 = " << x1 << endl;
cout << "x2 = " << x2 << endl;
cout << "x3 = " << x3.real() << endl;
} else if (discriminant == 0 || (delta == 0 && discriminant < 0)) {
x1 = (-b) / (3 * a);
cout << "方程有一个实根:" << endl;
cout << "x1 = " << x1 << endl;
} else {
double R = (pow(delta, 2) + pow(discriminant, 3) * 4) / 108;
double S = pow((delta / 2), 3);
double t = cbrt(R + sqrt(fabs(S)));
double u = cbrt(R - sqrt(fabs(S)));
complex<double> x1 = (-b) / (3 * a) + (t + u);
complex<double> x2 = (-b) / (3 * a) - ((t + u) / complex<double>(2, 0)) + (complex<double>(0, 1) * (t - u) * sqrt(3) / complex<double>(2, 0));
x3 = (-b) / (3 * a) - ((t + u) / complex<double>(2, 0)) - (complex<double>(0, 1) * (t - u) * sqrt(3) / complex<double>(2, 0));
cout << "方程有一个实根和两个共轭虚根:" << endl;
cout << "x1 = " << x1 << endl;
cout << "x2 = " << x2 << endl;
cout << "x3 = " << x3 << endl;
}
}
int main() {
double a, b, c, d;
cout << "请输入一元三次方程的系数(a、b、c、d):" << endl;
cin >> a >> b >> c >> d;
solve_cubic_equation(a, b, c, d);
return 0;
}
这是一个用于解一元三次方程的C++程序。程序使用了复数类 complex
来处理方程的根,以支持虚根的计算。
下面是程序的具体分块分析:
- 头文件引入和
solve_cubic_equation()
函数的定义
#include <iostream>
#include <complex>
#include <cmath>
using namespace std;
void solve_cubic_equation(double a, double b, double c, double d) {
// ...
}
这里引入了三个头文件 iostream
、 complex
和 cmath
,使用命名空间 std
。然后定义了 solve_cubic_equation()
函数,用于解一元三次方程。
solve_cubic_equation()
函数的具体实现
在 solve_cubic_equation()
函数内部,定义了一系列变量来存储方程的解。根据一元三次方程的求解公式,计算方程的判别式 discriminant
和 delta
。然后根据判别式和 delta
的值,分别计算出不同情况下的方程的解,并使用 cout
输出到屏幕上。
main()
函数
int main() {
double a, b, c, d;
cout << "请输入一元三次方程的系数(a、b、c、d):" << endl;
cin >> a >> b >> c >> d;
solve_cubic_equation(a, b, c, d);
return 0;
}
在 main()
函数中,声明了变量 a
、b
、c
、d
,用来存储用户输入的一元三次方程的系数。通过 cout
向用户输出提示信息,要求用户输入方程的系数。然后使用 cin
接收用户输入的系数,并将其作为参数传递给 solve_cubic_equation()
函数来进行方程的求解。
- 返回并结束程序
return 0;
}
这个块用于表示程序执行成功,并通过 return
语句返回一个整数值 0,作为程序的退出码。
以上就是这个程序的具体分块分析。如果您还有其他问题,请随时提问。