ArcSinc approssimativo


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L'obiettivo è semplice: fornire xall'equazione una soluzione reale diversa da zero sin(x) = -mx, dato l'input m, nel minor numero di byte.

specifiche tecniche:

  • La tua risposta deve essere corretta con 3 cifre significative.
  • È possibile produrre qualsiasi soluzione reale diversa dalla soluzione banale x=0. Si può presumere mche esista almeno una soluzione. Puoi anche supporre m!=0.

Una soluzione di pitone ovviamente non ottimale che usa la discesa gradiente :

from math import *
from random import *
a=x=0.001
m = 5.
def dE(x):return 2*(sin(x)+m*x+1)*(cos(x)+m)
for i in xrange(1000): x-=dE(x)*a
print x

Casi test

-0.25 -> ±2.4746
-0.1  -> ±2.8523 or ±7.0682 or ±8.4232
 0.2  -> ±4.1046 or ±4.9063 

1
L'approccio migliore qui è stampare un valore fisso, anche se è necessario specificare quante posizioni decimali sono richieste. Suggerirei di includere un parametro di input, come aper risolvere sin(x)=-ax. Per favore, non dire "devi effettivamente calcolarlo", poiché requisiti del genere sono troppo vaghi per funzionare.
xnor

Inoltre, x=0è una soluzione banale. È necessario specificare quale soluzione si desidera.
xnor

Hai bisogno di alcuni limiti su m per garantire una soluzione diversa da zero.
xnor

m=0ha soluzioni ( x=kπper intero k). I valori di mcui non hanno soluzioni reali non banali sono quelli che sono troppo lontani 0.
Peter Taylor,

1
Stai cercando solo soluzioni a valore reale o sono consentite anche soluzioni a valore complesso?
miglia

Risposte:


1

ised : 32 28 byte

Usando l'iterazione di Newton a partire da π:

{:x-{sinx+$1*x}/{cosx+$1}:}:::pi

L'argomento viene passato $1, che può essere preso da un file, in questo modo:

ised --l inputfile.txt 'code'

Un po 'meno stabile, ma versione più corta:

{:{x-tanx}/{1+$1/cosx}:}:::pi

A volte genera avvisi sul limite di iterazione ma l'accuratezza sembra soddisfacente considerando le condizioni.

Versione Unicode (stesso byte):

{λ{x-tanx}/{1+$1/cosx}}∙π

A partire da 4 taglia un altro byte e sembra convergere agli stessi valori

{λ{x-tanx}/{1+$1/cosx}}∙4

8

Haskell, 34 byte

f m=until(\x->sin x< -m*x)(+1e-3)0

Conta xda 0 a 0,001 fino a sin(x)< -m*x.

Esempi di output

f -0.2 ->   2.595999999999825
f -0.1 ->   2.852999999999797
f  0.0 ->   3.141999999999765
f  0.1 ->   3.4999999999997256
f  0.2 ->   4.1049999999997056

Che dire m=-0.1?
Peter Taylor,

@PeterTaylor Nota se è necessario, ma dà 2.853, che sembra giusto.
xnor

Naturalmente, sono entrambe funzioni dispari, quindi se c'è una soluzione c'è una soluzione positiva. Doh.
Peter Taylor,

Perché dovresti rispondere a una sfida che sai non è chiara?
Mego,

2

Mathematica, 28 byte

x/.FindRoot[Sinc@x+#,{x,1}]&

Cerca una radice numerica dall'ipotesi iniziale x=1. Casi test:

% /@ {-0.25, -0.1, 0.2}
(* {2.47458, 2.85234, 4.10462} *)

1

C, 99 byte

#include<math.h>
float f(float m){float x=1,y;do{x=(y=sin(x)+m*x)+x;}while(fabs(y)>1e-4);return x;}

ungolfed:

#include<math.h>
float f(float m){
 float x=1,y;
 do{x=(y=sin(x)+m*x)+x;}while(fabs(y)>1e-4);
 return x;
}

1

MATL , 17 byte

`@2e3/tY,wG_*>}4M

Questo utilizza la ricerca lineare sull'asse reale positivo, quindi è lento. Tutti i casi di test terminano entro 1 minuto nel compilatore online.

Provalo online!

Spiegazione

`         % Do...while
  @       %   Push iteration index, starting at 1
  2e3/    %   Divide by 2000
  t       %   Duplicate
  Y,      %   Sine
  w       %   Swap
  G_*     %   Multiply by minus the input
  >       %   Does the sine exceed that? If so, next iteration
}         % Finally (execute after last iteration, before exiting loop)
   4M     %   Push input of sine function again
          % Implicit end
          % Implicit display

1

C ++ 11, 92 91 byte

-1 byte per l'utilizzo #import

#import<cmath>
using F=float;F f(F m,F x=1){F y=sin(x)+m*x;return fabs(y)>1e-4?f(m,x+y):x;}

0

Python 2, 81 78 byte

Iterazione del Fixpoint

Come lambda ricorsivo

from math import*
f=lambda m,x=1:abs(sin(x)+m*x)>1e-4and f(m,sin(x)+m*x+x)or x

Come loop (81 byte):

from math import*
m=input()
x=1
while abs(sin(x)+m*x)>1e-4:x=sin(x)+m*x+x
print x

0

Mathematica, 52 byte

NSolve[Sin@x==-x#,x,Reals][[;;,1,2]]~DeleteCases~0.&

Funzione anonima. Accetta un numero come input e restituisce un elenco di numeri come output. Usa solo NSolveper risolvere l'equazione approssimativa.


Se si sostituisce Sin@x==-x#con Sinc@x==-#si può eliminare~DeleteCases~0.

0

Assioma, 364 byte

bisezione(f,a,b)==(fa:=f(a);fb:=f(b);a>b or fa*fb>0=>"fail";e:=1/(10**(digits()-3));x1:=a;v:=x2:=b;i:=1;y:=f(v);if(abs(y)>e)then repeat(t:=(x2-x1)/2.0;v:=x1+t;y:=f(v);i:=i+1;if i>999 or t<=e or abs(y)<e then break;if fb*y<0 then(x1:=v;fa:=y)else if fa*y<0 then(x2:=v;fb:=y)else break);i>999 or abs(y)>e=>"fail";v)
macro g(m) == bisezione(x+->(sin(x)+m*x), 0.1, 4.3)

ungolf

bisezione(f,a,b)==
    fa:=f(a);fb:=f(b)
    a>b or fa*fb>0=>"fail"
    e:=1/(10**(digits()-3))
    x1:=a;v:=x2:=b;i:=1;y:=f(v)
    if(abs(y)>e) then
      repeat
        t:=(x2-x1)/2.0;v:=x1+t;y:=f(v);i:=i+1
        if i>999 or t<=e or abs(y)<e then break
        if      fb*y<0 then(x1:=v;fa:=y)
        else if fa*y<0 then(x2:=v;fb:=y)
        else break
    i>999 or abs(y)>e=>"fail"
    v

macro g(m) == bisezione(x+->(sin(x)+m*x), 0.1, 4.3)

risultati

(3) -> g(0.2)
   AXIOM will attempt to step through and interpret the code.
   (3)  4.1046198505 579058527
                                                              Type: Float
(4) -> g(-0.1)
   (4)  2.8523418944 500916556
                                                              Type: Float
(5) -> g(-0.25)
   (5)  2.4745767873 698290098
                                                              Type: Float

0

Haskell, 50 byte

Ho appena imparato a conoscere il metodo di Newton nella mia classe calc, quindi ecco come haskellusare il metodo di Newton.

f m=foldl(\x _->x-(sin x+m*x)/(cos x+m))0[1..10]

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