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[擂台] 求解开普勒方程

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发表于 2010-2-9 20:08:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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开普勒方程的形式为
$x=m+e*sin x$
弧度制,其中e,m为常数,$e \in [0,1] , m \in [0,2\pi] , x \in [0,2\pi]$
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
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 楼主| 发表于 2010-2-9 20:15:26 | 显示全部楼层
方程是超越方程,只能数值求解。我知道的迭代法有两种:
首先取初值$x_0=\frac{m}{1-e}$
第一种方法是:
$x_{n+1}=m+e*sin(x_n)$
第二种方法是牛顿法:
$x_{n+1}=x_n-\frac{x_n-m-e*sin x_n}{1-e*cos x_n}$
效率后者高一些,但是当然计算量也大一些。

其他朋友能否给出更高效率的方法?能否在尽可能简单的形式上实现尽可能高的效率?
有没有非迭代法(近似就可以,精度尽可能高)?

分两部分考虑:
1、计算机编程的计算方法
2、普通中学生的科学计算器的计算方法
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发表于 2010-2-9 20:38:27 | 显示全部楼层
一般牛顿法收敛得更快。

我比较好奇楼主的是:对于一个高一的学生,经常会提一些高深的问题(超出高中范围),一定是生活在一个良好的教育环境中。
可否再具体介绍一下?
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 楼主| 发表于 2010-2-9 20:49:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 282842712474 于 2010-2-9 21:03 编辑
一般牛顿法收敛得更快。

我比较好奇楼主的是:对于一个高一的学生,经常会提一些高深的问题(超出高中范围),一定是生活在一个良好的教育环境中。
可否再具体介绍一下?
gxqcn 发表于 2010-2-9 20:38

我呀?没有什么良好的教育环境,都是自己努力和爱好。
我父母,最高学习初中毕业;我们都身处农村,学校也不是很优秀,本来有机会到广州的一些名校读高中的,但是最后还是放弃了(我是云浮的)。家庭经济方面在本地也许可以说相对较好,不用愁还要为父母挣钱分忧,这也是一点点“优势”吧。
如果说我有优势,那就是有细心、开放的父母,他们会让我去追求自己所希望的,而不是唯分数第一;而我思想也相对成熟,性格比较内向(现在努力外向中),所以能够把握好自己,有兴趣去钻研。
也许我的“劣势”就是我的优势吧,我的学校没有大城市里的强,但是为此我没有很大的竞争压力,学术相对自由...
总值,一切都是“兴趣+努力”。

其实,还应该感谢幸运之神的眷恋...
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 楼主| 发表于 2010-2-9 20:55:55 | 显示全部楼层
至于为什么会走到天文和数学,一开始是受到了两位老师的影响。后来就是自己的兴趣支持了,数学有一种不可言喻的美感,当我干出了一点点成就,我会感到无比喜悦,继而成为前进的动力。能够提出一些比较难的问题,都是在探索的过程中,“心有余而力不足”,所以在论坛上求教。每次哪怕只是得到一点点指教,延伸开来,总可以收获很多。

至于天文,则是后来的累积过程中,我发现我更喜欢的是把数学应用到实处,于是我把数学应用到物理中,尤其是天文。其实在我们这地方,天文这回事被视为是非常另类的,去年我参加一个天文竞赛,整个市就我一个人,还是我自己报名参加的,我想也许是这个市第一次有人参加这类竞赛吧...不过“仰观宇宙之大”、“在天文中体验数学的美”、“天数交融”,我感到很是满足,只希望以后毕业之后,能够干上和数学、天文有关的工作,继续一直的梦想
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发表于 2010-2-9 21:08:28 | 显示全部楼层
有时候身边有个好老师引路是自己的福气,比较羡慕你这样的环境。
我想你可能经常会去买书,或有途径接触到一些相对高深的教材或资料,
能让你的“兴趣+努力”走得更深更远。

现在时代不同,获取资料的途径也多了,交流的方式也丰富了。
想当年我初中的时候家里每月给我30元(住校哦,全部生活费),
我宁愿吃辣萝卜条也要省下钱去买那些课外书。
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 楼主| 发表于 2010-2-9 21:21:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 282842712474 于 2010-2-9 21:24 编辑
有时候身边有个好老师引路是自己的福气,比较羡慕你这样的环境。
我想你可能经常会去买书,或有途径接触到一些相对高深的教材或资料,
能让你的“兴趣+努力”走得更深更远。

现在时代不同,获取资料的途径也多了 ...
gxqcn 发表于 2010-2-9 21:08

我的确经常买书,不过钱也得自己省,毕竟现在还得靠父母。
尽管获取资料的途径有很多,但是我还是喜欢看纸质的书,如果不是一些很特别的资料,一般很少在网上大量阅读。现在看的书,大多都是自己买的。其实我在高中才开始系统地学习高等数学。我还清晰地记得郭大哥给我的一些教诲(在那个申请友情链接的帖子里,不知道郭大哥还记得不?)
说到教材,还让我想起了五年级的故事。五年级强迫老师教我勾股定理和笔算开方,也许这就开启了我的数学之旅,现在我还经常以我懂得笔算开方为豪呢!六年级刚学完圆周率,恰好我从表姐那里得到了一本高中选修《数学史选讲》,里面有一章是圆周率的,我就慢慢地啃着...
这本书是我阅读最久、最多的书了,从小学到高中,每一次阅读都有很大收获。虽然是讲历史为主,尾市从历史出发,我更能够体验数学的乐趣,并且这为我提供了一个学数学的线索。把前人走的路在走一遍,体验那份乐趣,自然成就感十足。现在这本书已经基本了解透彻了。
站在前人的肩膀上,才能看得更高更远...
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发表于 2010-2-9 21:28:38 | 显示全部楼层
我记得我小学时走出林场到县里去参加数学竞赛,
考完后我到书店买了两本书,
其中一本是数学辞典,那里面有许多美妙的定理吸引着我,
平时有空时就去翻,还摘抄了不少制成小卡片去欣赏。
这本书对我的影响也很大。
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发表于 2010-2-10 09:18:15 | 显示全部楼层
怎么公式都显示红叉?
数学辞典我没有,物理学辞典倒是有一本,出版时间比较早,现在不少内容已经过时了。
说起早期对我影响最大的书,应该是《从一到无穷大》,《培养数学上的机智》,《狭义相对论简介》这三本,相对论那本实际当时根本没看懂。后来让我欣慰的是全世界懂相对论的人也不过几个,郁闷的是人家说的是广义相对论。
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 楼主| 发表于 2010-2-10 09:21:54 | 显示全部楼层
公式图片服务器可能坏了,gxqcn先换一个吧?

相对论以前一直停留在看的阶段,去年之后开始真正的琢磨它的理论计算,狭义相对论不难,无非就是那几条公式,然后几乎就可以把经典力学改造一遍。广义相对论那才是真正的难,我还没有看懂过一点点...
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