- •Приближенное решение алгебраических и трансцендентных уравнений
- •Содержание работы
- •Основные понятия
- •Этап 1. Отделение корней
- •Аналитический способ отделения корней.
- •Рекуррентная формула для вычисления последовательных приближений
- •Упрощенный вариант метода
- •Оценка погрешности приближения
- •Оценка погрешности приближения
- •Метод итераций
- •Оценка погрешности приближения
- •Постановка задачи ( общая формулировка )
- •Варианты заданий
- •Содержание отчета
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 2 Решение систем линейных уравнений
- •Содержание работы
- •Основные понятия
- •Метод Крамера
- •Метод Гаусса
- •Прямой ход
- •Обратный ход
- •Контроль вычислений
- •Текущий контроль (контроль прямого хода).
- •Заключительный контроль (контроль обратного хода).
- •Применение метода Гаусса для вычисления определителей
- •Применение метода Гаусса для обращения матриц
- •Метод Гаусса с выбором главного элемента
- •Метод Гаусса–Жордана
- •Метод простых итераций
- •Преобразование слу к итерационному виду
- •Оценка погрешности приближений
- •Метод Зейделя
- •Постановка задачи
- •Варианты заданий
- •Содержание отчета
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •1. Изучение
- •Основные понятия
- •Случаи применения интерполяции
- •Теорема существования и единственности интерполяционного полинома
- •Интерполяционные полиномы Ньютона
- •Конечные разности
- •Разделенные разности
- •2. Т.К. В формуле присутствуют , , , ••• , то она удобна для интерполяции в начале таблицы и не используется в конце.
- •Разделенные разности:
- •И ; . Нтерполяционный полином Лагранжа
- •Экстраполяция
- •Обратная интерполяция
- •Оценка погрешности приближения функции интерполяционным полиномом
- •Рассмотрим вспомогательную функцию
- •По теореме Ролля
- •Практическая оценка погрешности
- •Если ,
- •Постановка задачи Функция заданна таблично
- •Варианты заданий
- •Содержание отчета
- •Вопросы и задания для самоконтроля
Рекуррентная формула для вычисления последовательных приближений
( n = 0,1,2,.... ). (1.2)
В результате формируется монотонная возрастающая последовательность :
a= x0<x1<...<xn<xn+1<...<<b.
Замечание . В случаях 1 и 3 (см. рис. 1.2) начальное приближение x0 = a.
В случаях 2 и 4 (см. рис. 1.2) начальное приближение х0 = b.
Упрощенный вариант метода
Если const , то (см. рис. 1.6)
Рис. 1.6
.
Замечание . Данный вариант метода актуален, если производная сложна.
Оценка погрешности приближения
xn - xn-1< .
Пример. Необходимо методом касательных уточнить корень [0;1] уравнения
с точностью 10 –3 (табл. 1.5) .
.
Таблица 1.5
n |
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
-3 |
-0,3333 |
1 |
0,3333 |
0,0371 |
-2,6667 |
-0,0139 |
2 |
0,3472 |
0,0003 |
-2,6384 |
-0,0001 |
3 |
0,3473 |
|
|
|
x 3 - x 2 < .
0,347 .
Комбинированный метод (хорд и касательных)
Метод хорд и метод касательных дают приближения к корню с разных сторон (см. рис.1.7) .
Совместное использование методов позволяет на каждой итерации находить приближенные значения с недостатком и с избытком, что ускоряет процесс сходимости.
Рис. 1.7
,
;
(1.3)
Замечание. На каждой итерации метод применяется к новому .
Оценка погрешности приближения
.
Если неравенство выполняется – вычисления прекращаются и
.
Пример. Необходимо комбинированным методом уточнить корень 0;1 уравнения
х 3 – 3 х +1 = 0 с точностью 10 –3 (табл. 1.6) .
,
.
Таблица 1.6
n |
x n |
|
f(x n) |
|
|
|
|
|
|||||
0 |
0 |
1 |
1 |
-0,5 |
-3 |
-0,3333 |
1 |
-1 |
|||||
1 |
0,3333 |
0,1667 |
0,0371 |
-0,0150 |
-2,6667 |
-0,0139 |
0,5 |
-0,3750 |
|||||
2 |
0,3472 |
0,0011 |
0,0003 |
-0,0001 |
-2,6384 |
-0,0001 |
0,3483 |
0,0027 |
|||||
3 |
0,3473 |
0 |
|
|
|
|
0,3473 |
< .
0,347 .