- •Вместо введения: о погрешностях при решении прикладных задач
- •Глава I. Численные методы решения уравнений
- •§ 1. Задача локализации корней
- •Ограничение корней
- •Локализация корней
- •Простейший (грубейший) алгоритм локализации корней:
- •§ 2. Понятие об итерационных методах уточнения корней
- •Метод деления пополам (метод вилки)
- •§ 3. Методы хорд и касательных
- •Метод хорд для монотонных выпукло-вогнутых функций
- •Метод касательных для монотонных выпукло-вогнутых функций
- •§ 4. Метрические и банаховы пространства. Теорема о неподвижной точке
- •Матричные нормы
- •§ 5. Метод простой итерации
- •§ 6. Применение метода простой итерации к решению
- •Условие h([; ]) [; ] :
- •Глава II. Вычисления в линейной алгебре
- •§ 1. Метод Гаусса и его улучшения для повышения точности решения
- •§ 2. Метод простой итерации и метод Зейделя
- •§ 3. Подготовка к применению метода простой итерации
- •§ 4. Проблема собственных значений
- •Глава III. Численное интегрирование
- •§ 1. Метод прямоугольников
- •§ 2. Метод трапеций
- •§ 3. Метод Симпсона (параболическое интерполирование)
- •Глава IV. Некоторые методы аппроксимации функций
- •§ 1. Интерполяционный многочлен Лагранжа
- •§ 2. Интерполяционный многочлен Ньютона
- •§ 3. Метод наименьших квадратов
- •Глава V. Некоторые методы численного решения дифференциальных уравнений
- •Приложение: Сводка характеристик численных методов
- •Характеристики метода:
- •Характеристики метода:
- •Характеристики метода:
- •Характеристики метода:
- •Характеристики метода:
Характеристики метода:
скорость сходимости: |xn – r| – геометрической прогрессии
порядок сходимости: квадратичный (второй) |xn+1 – xn| c·|xn – xn–1 |2 для дважды непрерывно дифференцируемых функций
ТАБЛИЦА IV: МЕТОД ПРОСТОЙ ИТЕРАЦИИ
для уравнения h(x) = x на [; ]
Этап |
Общий случай |
h монотонна |
h дифференцируема |
h и h знакопостоянны |
1. проверка h([; ]) [; ]: |
аналитически, приближённо по нескольким точкам: если zi [; ], то h(zi) [; ] (1 i k) |
h не убывает: h() , h() h не возрастает: h() , h() |
h 0 на [; ]: h() , h() h 0 на [; ]: h() , h() |
|
2. проверка сжимаемости |
аналитически, приближённо по нескольким точкам: если zi [; ], то |h(zi) – h(zj)| c·|zi – zj|, 0 < c < 1 (1 i < j k) |
|h(z)| c < 1 |
hh 0: c = |h()| < 1 hh 0: c = |h()| < 1 |
|
3. выбор x0 |
x0 [; ] |
hh 0 : hh 0 : |
||
4. итерации |
x1 = h(x0), xn+1 = h(xn) (n N) |
|||
5. stop |
пока n или |xn+1 – xn| > |
Характеристики метода:
скорость сходимости: |xn – r| – геометрической прогрессии
порядок сходимости: линейный (первый) |xn+1 – r| c·|xn – r |1
самоисправляющийся (сходится при любом приближении x0 [; ])
ТАБЛИЦА V: МЕТОД ПРОСТОЙ ИТЕРАЦИИ
для уравнения f(x) = 0 (x – Af(x)) = x на [; ]
Этап |
h дифференцируема, h и h знакопостоянны |
|
1. проверка (x – Af(x))([; ]) [; ]: |
f 0 на [; ]: 0 < A f 0 на [; ]: A < 0 |
|
2. проверка сжимаемости |
|
ff 0 : c = 1 – Af() < 1 ff 0: c = 1 – Af() < 1 |
3. выбор x0 |
ff 0: x0 = ff 0: x0 = |
|
4. итерации |
ff 0: xn+1 = xn – ff 0: xn+1 = xn – |
|
5. stop |
пока n или |xn+1 – xn| > , |f(xn)| > |