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数学建模方法:多项式根与系数之间的关系

时间:2023-08-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:+an-1x+an,则其系数矢量为:P=[a0 a1…arn]则根矢量与系数矢量之间关系为:…

数学建模方法:多项式根与系数之间的关系

1.多项式(Polynomial)的表达与创建

(1)多项式的表达.

MATLAB用行矢量表达多项式系数(Coefficient),各元素按变量的降幂顺序排列.如多项式为:

P(x)=a0xn+a1xn-1+a2xn-2+…+an-1x+an

则其系数矢量(Vector of coefficient)为:

P=[a0 a1…an-1 an]

如将根矢量(Vector of root)表示为:

ar=[ar1 ar2…arn]

则根矢量与系数矢量之间关系为:

(x-ar1)(x-ar2)…(x-arn)=a0xn+a1xn-1+a2xn-2+…+an-1x+an.

(2)多项式的创建.

①系数矢量的直接输入法.

利用poly2sym函数直接输入多项式的系数矢量,就可方便地建立符号形式的多项式.

例1 创建多项式x3-4x2+3x+2.

poly2sym([1-4 3 2])

结果为:

ans=x^3-4*x^2+3*x+2

②由根矢量创建多项式.

通过调用函数p=poly(ar)产生多项式的系数矢量,再利用poly2sym函数就可方便地建立符号形式的多项式.

注:①根矢量元素为n,则多项式系数矢量元素为n+1;

②函数poly2sym(pa)把多项式系数矢量表达成符号形式的多项式,缺省情况下自变量符号为x,可以指定自变量;

③使用简单绘图函数ezplot可以直接绘制符号形式多项式的曲线.

例2 由根矢量创建多项式.将多项式(t-6)(t-3)(t-8)表示为系数形式,再转化为符号形式并作图.

图2.4.1 (t-6)(t-3)(t-8)的图形

结果为:

注:含复数根的根矢量所创建的多项式要注意:

①要形成实系数多项式,根矢量中的复数根必须共轭成对;

②含复数根的根矢量所创建的多项式系数矢量中,可能带有很小的虚部,此时可采用取实部的命令(real)把虚部滤掉.(www.xing528.com)

例3 由给定复数根矢量求多项式系数矢量及符号表达式.

结果为:

进行多项式的求根运算时,可直接调用求根函数roots,poly和roots互为逆函数.

例4 求x3-6x2-72x-27的根.

结果为:

MATLAB约定,多项式系数矢量用行矢量表示,根矢量用列矢量表示.

2.多项式的乘除运算

多项式乘法用函数conv(a,b)实现,除法用函数deconv(a,b)实现.

例5 a(s)=s2+2s+3,b(s)=4s2+5s+6,计算a(s)与b(s)的乘积.

结果为:

例6 展开(s2+2s+2)(s+4)(s+1).(多个多项式相乘)

结果为:

例7 求多项式s4+7s3+16s2+18s+8分别被(s+4),(s+3)除后的结果.

结果为:

3.其他常用的多项式运算命令

例8 a(s)=s2+2s+3,计算a(1).

结果为:

a1=6

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