Math Problem Statement
transformer le programme suivant à l'aide de la calculatrice :
- demander la borne inférieure a
- demander la borne supérieure b
- demander la précision souhaitable p
- c prend la valeur (a+b)/2
- tant que b-a > p
- si f(a) x f(b) > 0
- alors a prend la valeur c
- sinon b prend la valeur b
- afficher a et b
Solution
Voici une transformation du programme proposé en pseudo-code en une version utilisant une calculatrice scientifique ou un langage de programmation simple :
Programme pour la calculatrice/scientifique simple :
text1. Entrer la borne inférieure (a) 2. Entrer la borne supérieure (b) 3. Entrer la précision souhaitée (p) 4. c = (a + b) / 2 5. Tant que |b - a| > p faire : 6. Si f(a) * f(c) > 0 : 7. a = c 8. Sinon : 9. b = c 10. c = (a + b) / 2 11. Fin tant que 12. Afficher les valeurs finales de a et b
Description étape par étape :
- Entrées des bornes et précision : L'utilisateur doit fournir les valeurs de
a
,b
, etp
. - Initialisation de la variable intermédiaire : Calculer le point milieu
c = (a + b) / 2
. - Condition de la boucle : Tant que la différence entre
b
eta
est supérieure àp
, continuer à itérer. - Test de changement de borne : Vérifier le signe de
f(a) * f(c)
:- Si
f(a) * f(c) > 0
, alors la racine est dans l’intervalle[c, b]
, eta
devientc
. - Sinon, la racine est dans l’intervalle
[a, c]
, etb
devientc
.
- Si
- Mettre à jour c : Recalculer le milieu
c
après chaque modification des bornes. - Terminer la boucle : Une fois la précision atteinte (
|b - a| ≤ p
), sortir de la boucle. - Affichage des résultats : Afficher les bornes finales
a
etb
.
Exemple de code Python correspondant :
pythondef bisection_method(f, a, b, p): # Vérifier les conditions initiales if f(a) * f(b) > 0: print("Erreur : f(a) et f(b) doivent avoir des signes opposés.") return None while abs(b - a) > p: c = (a + b) / 2 if f(a) * f(c) > 0: a = c else: b = c print(f"Intervalle final : a = {a}, b = {b}") return (a, b) # Exemple d'utilisation import math f = lambda x: x**2 - 4 # Fonction exemple : racines de x^2 - 4 bisection_method(f, 0, 3, 0.01)
Questions associées :
- Quels sont les avantages de la méthode de dichotomie pour trouver les racines d’une fonction ?
- Comment choisir la précision
p
pour garantir un compromis entre vitesse et exactitude ? - Pourquoi est-il nécessaire que
f(a)
etf(b)
aient des signes opposés ? - Peut-on utiliser cette méthode pour des fonctions non continues ? Pourquoi ou pourquoi pas ?
- Quels ajustements seraient nécessaires pour implémenter ce programme sur une calculatrice programmable ?
Astuce :
Lorsque vous utilisez la méthode de dichotomie, assurez-vous de bien vérifier que la fonction est continue et que les bornes initiales contiennent au moins une racine, sinon la méthode échouera.
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Bisection Method
Function Roots
Precision in Calculations
Formulas
Midpoint formula: c = (a + b) / 2
Stopping condition: |b - a| ≤ p
Sign test: f(a) * f(c) > 0
Theorems
Intermediate Value Theorem
Suitable Grade Level
Grades 10-12