- •1. Теоретическое занятие
- •Компьютерная алгебра.
- •Использование систем компьютерной алгебры.
- •2. Практическое занятие
- •Лабораторная работа 1.
- •Разложение в ряд Тейлора
- •Лабораторная работа 2
- •Сходимость ряда Тейлора
- •Лабораторная работа 3
- •Вычисление интегралов
- •3. Практическое занятие
- •Лабораторная работа 4
- •Метод наименьших квадратов
- •Лабораторная работа 5
- •Быстрое преобразование Фурье
- •4 Практическое занятие
- •Задачи:
- •Литература
Выведем теперь эти графики на экран в последовательности
> B:=display([seq(A[i], i=0..N)], insequence = true):
и добавим к ним изображение исходной функции
> G:= plot(g(x),x=x0..x0+r,y=-1..1, color=red); display([G,B]);
Для просмотра анимации наведите курсор на картинку и нажмите левую кнопку мышки. После этого на второй строке в меню появится панель управления как у обычного магнитофона.
Лабораторная работа 2
Сходимость ряда Тейлора
Известно, что область сходимости ограничена особыми точками функции f. Убедимся в этом, используя возможности системы Maple. Для удобства мы будем работать с двумерными функциями.
Определим функцию от двух переменных
> g:=(x,y)->x*exp(-x^2-y^2):
точку, в окрестности которой мы изучаем разложение, > x0:=2: y0:=1: zm:=0.1:
и окрестность, в которой мы будем изучать разложение в ряд
> r:=4:
Здесь zm – определяет максимальное значение функции g(x,y).
Убедимся, что в заданной окрестности у функции нет особых точек (нажмите мышкой на рисунок и, не отпуская, покрутите изображение) > plot3d(g(x,y),x=x0-r..x0+r,y=y0-r..y0+r,grid=[25,15],style=patch,axes=boxed);
Это пример построения трехмерных графиков в Maple.
Теперь зададим начальную степень разложения в ряд Тейлора
> inDeg := 2:
На каждом шаге будем увеличивать эту степень на
> step:=4:
Зададим общее число шагов
> N:= 8:
Построим теперь последовательность графиков на которых изображена
погрешность вычислений
> for i from 0 to N do deg := inDeg + step*i:
A[i] := plot3d(abs(mtaylor(g(x,y),[x=x0, y=y0], deg)-g(x,y)), x=x0-r..x0+r, y=y0-r..y0+r, view= 0..0.2, orientation=[0,0],title=cat("Погрешность при N=",deg)):
end do:
Выведем графики на экран
> B:=display([seq(A[i], i=0..N)], insequence = true, style=patch, view=0..0.2,axes=boxed):
добавив к ним изображение исходной точки
> C:=pointplot3d([x0,y0,0],color=red,symbol=circle,symbolsize=12, thickness=5):
Теперь можно посмотреть, как увеличивается радиус сходимости в
7