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2020-06-26 20:19:29 +02:00

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C++

#include <iostream>
#include <vector>
#include "hdnum.hh"
template<class N>
class PolynomialProblem
{
public:
// Exportiere Größentyp
typedef std::size_t size_type;
// Exportiere Zahlentyp
typedef N number_type;
// Dimension der untenstehenden Funktion
std::size_t size () const
{
return 1;
}
// Funktionsauswertung
void F (const hdnum::Vector<N>& x, hdnum::Vector<N>& result) const
{
result[0] = x[0]*x[0]*x[0] - 2.0*x[0] + 2.0;
}
// Jacobimatrix
void F_x (const hdnum::Vector<N>& x, hdnum::DenseMatrix<N>& result) const
{
result[0][0] = 3.0*x[0]*x[0] - 2.0;
}
};
int main ()
{
typedef std::complex<double> Number; // Der Zahlentyp soll hier komplex sein
typedef PolynomialProblem<Number> Problem;
Problem problem;
// Wir schauen Startpunkte auf einem Raster an, das später in ein Bild umgesetzt werden soll
for (double start_value_i = -5.0; start_value_i <= 5.0; start_value_i += 1e-3) {
for (double start_value = -5.0; start_value <= 5.0; start_value += 1e-3) {
hdnum::Vector<Number> u(problem.size()); // Vektor für Startpunkt bzw Lösung
u[0] = Number(start_value, start_value_i); // Startpunkt
hdnum::Newton newton;
newton.set_maxit(20);
newton.set_verbosity(0);
newton.set_reduction(1e-10);
newton.set_abslimit(1e-20);
newton.set_linesearchsteps(3);
newton.solve(problem,u); // Lösen
double id = 0;
if(newton.has_converged()) {
// Falls unser Newton-Löser konvertiert ist, stellen wir fest welche Nullstelle
// Nullstelle wir getroffen haben und legen einen Index für jede Nullstelle fest.
if (u[0].real() < 0)
id = 1;
else if (u[0].imag() < 0)
id = 2;
else if (u[0].imag() > 0)
id = 3;
else
std::cout << "Unbekannte Nullstelle!" << std::endl;
// Damit auch der "Abstand" zur Nullstelle (im Sinne von benötigten Iterationen
// um sie zu erreichen) sichtbar wird, addieren wir noch die Iterationszahl
// um einen Faktor abgeschwächt
id += .1 * (double)newton.iterations();
}
std::cout << id << ",";
}
std::cout << std::endl;
}
return 0;
}