- •Курсовая работа по информатике
- •Постановка задачи
- •Теоретическая часть
- •4. Метод неопределенных коэффициентов
- •5. Численное интегрирование
- •5.1. Метод левых прямоугольников
- •5.2. Метод средних прямоугольников
- •5.3. Формула средних прямоугольников
- •5.4. Метод правых прямоугольников
- •5.5. Формула правых прямоугольников
- •5.6. Метод Симпсона
- •5.7. Метод трапеций
- •6. Постановка задачи Коши
- •7. Разностные схемы Эйлера
- •8. Метод Рунге-Кутта второго порядка (Метод Эйлера-Коши)
- •9. Метод Рунге-Кутта четвертого порядка
- •Практическая часть
- •2.Численная реализация решения систем дифференциальных уравнений (2) и (3)
- •2.1. Реализация решения в пакете MathCad методом Эйлера (3 модификация).
- •1.2. Реализация решения в пакете MathCad методом Рунге-Кутта.
- •3. Решение задачи аппроксимации зависимости I(t) на интервале
- •3.1. Реализация решения в пакете Excel.
- •3.2. Реализация решения в пакете MathCad, используя алгоритм метода наименьших квадратов.
- •1 Участок
- •2 Участок
- •4. Численное интегрирование
- •4.2. Реализация решения в пакете MathCad
- •Список литературы
- •Приложения
4. Метод неопределенных коэффициентов
Пусть табличная функция содержит m точек. В этом случае можно построить различные виды кусочной интерполяции (кусочно-линейная, кусочно-параболическая и т.д.). В случае непрерывной интерполяции, когда используются все точки одновременно, функцию f(х) будем искать в виде полинома степени n: f(x)=a0+a1x+a2x2+…anxn. Степень полинома всегда на единицу меньше числа точек. Следовательно, справедливо соотношение: n=m-1.
Для нахождения неизвестных коэффициентов необходимо построить систему линейных уравнений m-го порядка из условия прохождения полинома через все m точек:
Данную систему можно решить методом Гаусса, Зейделя, Простой интерации, а также использованием специальных утилит.
; ; (2)
5. Численное интегрирование
5.1. Метод левых прямоугольников
Разделим отрезок [a; b] на n равных частей, т.е. на n элементарных отрезков. Длина каждого элементарного отрезка . Точки деления будут: x0=a; x1=a+h; x2=a+2 h, ... , xn-1=a+(n-1) h; xn=b. Эти числа будем называть узлами. Вычислим значения функции f(x) в узлах, обозначим их y0, y1, y2, ... , yn. Cтало быть, y0=f(a), y1=f(x1), y2=f(x2), ... , yn=f(b). Числа y0, y1, y2, ... , yn являются ординатами точек графика функции, соответствующих абсциссам x0, x1, x2, ... , xn. Площадь криволинейной трапеции приближенно заменяется площадью многоугольника, составленного из n прямоугольников. Таким образом, вычисление определенного интеграла сводится к нахождению суммы n элементарных прямоугольников.
Формула левых прямоугольников:
Рис.1.
5.2. Метод средних прямоугольников
Разделим отрезок [a; b] на n равных частей, т.е. на n элементарных отрезков. Длина каждого элементарного отрезка . Точки деления будут: x0=a; x1=a+h; x2=a+2 h, ... , xn-1=a+(n-1) h; xn=b. Эти числа будем называть узлами. Вычислим значения функции f(x) в узлах, обозначим их y0, y1, y2, ... , yn. Cтало быть, y0=f(a), y1=f(x1), y2=f(x2), ... , yn=f(b). Числа y0, y1, y2, ... , yn являются ординатами точек графика функции, соответствующих абсциссам x0, x1, x2, ... , xn. Площадь криволинейной трапеции приближенно заменяется площадью многоугольника, составленного из n прямоугольников. Таким образом, вычисление определенного интеграла сводится к нахождению суммы n элементарных прямоугольников.
5.3. Формула средних прямоугольников
Рис.2
5.4. Метод правых прямоугольников
Разделим отрезок [a; b] на n равных частей, т.е. на n элементарных отрезков. Длина каждого элементарного отрезка . Точки деления будут: x0=a; x1=a+h; x2=a+2 h, ... , xn-1=a+(n-1) h; xn=b. Эти числа будем называть узлами. Вычислим значения функции f(x) в узлах, обозначим их y0, y1, y2, ... , yn. Cтало быть, y0=f(a), y1=f(x1), y2=f(x2), ... , yn=f(b). Числа y0, y1, y2, ... , yn являются ординатами точек графика функции, соответствующих абсциссам x0, x1, x2, ... , xn. Площадь криволинейной трапеции приближенно заменяется площадью многоугольника, составленного из n прямоугольников. Таким образом, вычисление определенного интеграла сводится к нахождению суммы n элементарных прямоугольников.