- •Лабораторна робота №1 Розв’язання нелінійних та трансцендентних рівнянь.
- •1.1 Теоретичні положення.
- •1.2 Числові методи розв’язання нелінійних рівнянь.
- •1.2.1 Метод половинного ділення
- •Лабораторна робота №2 Метод пропорційних частин (хорд)
- •Лабораторна робота №4 Метод простих ітерацій
- •Індивідуальні завдання
- •Лабораторна робота № 5 чисельне інтегрування
- •5.1 Теоретичні положення
- •5.1.1 Формула прямокутників
- •5.1.2 Формула трапецій
- •5.1.3 Формула парабол (Сімпсона)
- •5.2 Індивідуальні завдання до лабораторної роботи №5
- •Лабораторна робота № 6 точність чисельного інтегрування
- •6.1 Теоретичні положення
- •6.2 Індивідуальні завдання до лабораторної роботи №6
- •Перша інтерполяційна формула Ньютона має вигляд
- •Індивідуальні завдання
- •Метод прогону.
- •Проекційні методи (на прикладі методу Гальоркіна).
- •Обчислювальні схеми Метод прогону.
- •Проекційні методи (на прикладі методу Гальоркіна).
- •Додаток Тексти програм
- •Метод прогону.
- •Метод Гальоркіна.
- •Список літератури Основна.
- •Додаткова
Перша інтерполяційна формула Ньютона має вигляд
(1)
Формула (1) використовується для інтерполяції і екстраполяції в точках х, близьких до початку таблиці.
В формулі (1) використовується верхній горизонтальний рядок таблиці різниць (табл. 1.).
Табл.1 Горизонтальна таблиця кінцевих різниць при i = 5
X |
Y |
Y |
2Y |
3Y |
4Y |
X0 |
Y0 |
Y0 |
2Y0 |
3Y0 |
4Y0 |
X1 |
Y1 |
Y1 |
2Y1 |
3Y1 |
4Y1 |
X2 |
Y2 |
Y2 |
2Y2 |
3Y2 |
|
X3 |
Y3 |
Y3 |
2Y3 |
|
|
X4 |
Y4 |
Y4 |
|
|
|
X5 |
Y5 |
|
|
|
|
При n = 1 і n = 2 із формули (1) одержуємо часткові випадки:
n = 1 лінійна інтерполяція |
|
y(x) = y0 + y0(x - х0)/h |
(2) |
n = 2 квадратична інтерполяція |
|
y(x) = y0 + y0(x - х0)/h + 2y0(x - х0)( x – х1)/(2!h2) |
(3) |
Д руга інтерполяційна формула Ньютона має вигляд:
(4)
У формулі (4) використовується нижній похилий рядок різниці (табл.2).
Формула (4) застосовується для інтерполяції в точках, близьких до кінця таблиці, тобто до xn.
Інтерполяційна формула Гауса.
Пронумеруємо задані вузли наступним чином:
x-4, x-3, x-2, x-1, x0, x1, x2, x3, x4,
тоді таблиця різниць матиме вигляд Табл.2.
Табл.2 Діагональна таблиця різниць.
X |
Y |
1Y |
2Y |
3Y |
4Y |
5Y |
6Y |
X-4 |
Y-4 |
|
|
|
|
|
|
X-3 |
Y-3 |
Y-4 |
2Y-4 |
|
|
|
|
X-2 |
Y-2 |
Y-3 |
2Y-3 |
3Y-4 |
4Y-4 |
|
|
X-1 |
Y-1 |
Y-2 |
2Y-2 |
3Y-3 |
4Y-3 |
5Y-4 |
6Y-4 |
X0 |
Y0 |
Y-1 |
2Y-1 |
3Y-2 |
4Y-2 |
5Y-3 |
6Y-3 |
X1 |
Y1 |
Y0 |
2Y0 |
3Y-1 |
4Y-1 |
5Y-2 |
6Y-2 |
X2 |
Y2 |
Y1 |
2Y1 |
3Y0 |
4Y0 |
5Y-1 |
|
X3 |
Y3 |
Y2 |
2Y2 |
3Y1 |
|
|
|
X4 |
Y4 |
Y3 |
|
|
|
|
|
Перша інтерполяційна формула Гауса:
Д руга інтерполяційна формула Гаусса:
Ф ормули Гауса застосовуються для інтерполяції в середині таблиці поблизу х0. При цьому перша формула Гауса застосовується при х>x0, а друга – при х<x0
Інтерполяційна формула Стірлінга.
Це формула являє собою середнє арифметичне першої і другої формул Гауса:
де m = 2i-1, q = (x-x0)/h.
Формула застосовується для інтерполяції всередині таблиці при значеннях q, близьких до 0.Практично її застосовують при
|q| <=0.25
Інтерполяційна формула Бесселя має вигляд.
Де m = 2i-1, q = (x-x0)/h.
Формула Бесселя використовується для інтерполяції в центрі таблиці при значеннях q , близьких до 0.5. На практиці вона використовується при 0.25 <q<0.75. Найбільш простий вигляд має формула при q=0.25, так як всі члени , які включають в себе різниці непарного порядку , зникають .Формулу використовують для ущільнення таблиці, тобто для створення таблиць з малим шагом
Інтерполяція для довільно вибраних вузлів.
Інтерполяційна формула Лагранжа.
Нехай хi- довільно вибраний вузол ,yi=f(xi) –значення функції f(x).
Поліном степені n , який набуває в точці xi значення yi ,є інтерполяційним поліномом Лагранжа:
n n
L = yi* (x – xk)/ (xi – xk)
i =1 k=1, ki