通过 1/3 的小数指数提高 double 时获得 NaN 值

Question

我是 C++ 的新手，所以如果有这个问题的快速解决方案，请在评论中告诉我。

我正在研究三次多项式方程求解器应用程序，为此我需要将某个双精度值除以分数指数，在本例中为 1/3.

目前的代码如下：

#include <iostream>
#include <valarray>
#include <vector>
#include <iomanip>

using namespace std;

void solveEquation(double a, double b, double c, double d);

int main() {
    double a, b, c, d;


    cout << "Input a value for 'a': " << endl;
    cin >> a;

    cout << "Input a value for 'b': " << endl;
    cin >> b;

    cout << "Input a value for 'c': " << endl;
    cin >> c;

    cout << "Input a value for 'd': " << endl;
    cin >> d;

    solveEquation(a, b, c, d);
    return 0;
}

void solveEquation(double a, double b, double c, double d) {
    vector<double> frac_vector1{((pow(-b, 3)) / (27 * pow(a, 3))),
                               ((b * c) / (6 * pow(a, 2))),
                               -(d / (2 * a))};
    double frac_vector1_result = 0;
    for (double frac : frac_vector1) {
        frac_vector1_result += frac;
    }

    double frac_vector1_result_pow = pow(frac_vector1_result, 2);

    vector<double> frac_vector2 {(c/(3 * a)),
                                 -((pow(b, 2))/(9 * pow(2, a)))};

    double frac_vector2_result = 0;
    for (double frac : frac_vector2) {
        frac_vector2_result += frac;
    }

    double frac_vector2_result_pow3 = pow(frac_vector2_result, 3);

    double first_half = (frac_vector1_result + sqrt(frac_vector1_result_pow + frac_vector2_result_pow3));

    cout << pow(first_half, 1.0/3.0); //isNan ?
}

当我输入 a = -0.71, b = -0.3, c = 2.2, and d = -1.46 时，我得到一个 NaN 值，这不是我在计算器中得到的值。

当我调试它时，我得到以下 first_half 的值：

当我在 Desmos 中将此值提高到 1/3 时，我得到 -0.853432944643。

我不是在对负数求平方根（它是 1/3 而不是 1/2）所以我为什么会遇到这个问题？

干杯，

汤姆

Answer 1

pow 不支持以这种方式求负数的根。

std::pow 上的 cppreference：

Error handling

Errors are reported as specified in math_errhandling.

If base is finite and negative and exp is finite and non-integer, a domain error occurs and a range error may occur.

C++提供了直接计算立方根的函数，std::cbrt:

std::cbrt(first_half);

这意味着您无需担心 first_half 最终会成为什么符号，以避免域错误。

通过 1/3 的小数指数提高 double 时获得 NaN 值

Getting NaN value when raising double by a fractional exponent of 1/3

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