- •Введение
- •Глава 1 аппроксимация методом наименьших квадратов
- •Программа 1
- •Контрольные вопросы к главе 1
- •Расчетная многовариантная задача № 1
- •Варианты творческих заданий
- •Глава 2. Способы сглаживания экспериментальных данных в mathcad
- •Контрольные вопросы к главе 2
- •Расчетная многовариантная задача № 2
- •Варианты творческих заданий
- •Глава 3. Интерполяция и экстраполяция
- •Контрольные вопросы к главе 3
- •Расчетная многовариантная задача № 3
- •Варианты творческих заданий
- •Глава 4. Оптимизация
- •Методы одномерной оптимизации
- •Контрольные вопросы к главе 4
- •Расчетная многовариантная задача № 4
- •Варианты творческих заданий
- •Глава 5. Интегрирование
- •Вычисление определенных интегралов
- •Метод прямоугольников
- •Метод трапеций
- •Численное интегрирование с помощью квадратурных формул
- •Метод парабол Симпсона
- •Интегрирование с помощью встроенных функций MathCad
- •Интегрирование функции, заданной таблично
- •Интегральные уравнения получены на основании температурной зависимости теплоемкости индивидуального вещества:
- •Контрольные вопросы к главе 5
- •Расчетное многовариантное задание № 5
- •Расчетное многовариантное задание № 6
- •Варианты творческих заданий
- •Глава 6. Дифференцирование
- •Решение дифференциальных уравнений
- •Метод Эйлера
- •М етод Эйлера-Коши
- •Метод Рунге-Кутта 4 порядка
- •Решение дифференциальных уравнений с помощью встроенных функций MathCad
- •Оду первого порядка
- •Оду второго и выше порядка
- •Решение систем оду первого порядка
- •Решение «жестких» систем оду
- •Контрольные вопросы к главе 6
- •Расчетная многовариантная задача № 7
- •Расчетная многовариантная задача № 8
- •Литература
- •Оглавление
Контрольные вопросы к главе 5
1. Каким образом дифференциальное уравнение можно привести к интегральному виду?
2. Какое решение дифференциального уравнения называют «точным»?
3. Можно ли приближенными методами получить результат с той же точностью, что и при помощи аналитического выражения?
4. Какие принципы лежат в основе численных методов интегрирования?
5. Как зависит ошибка усечения от шага интегрирования?
6. Какими способами можно уменьшить ошибку усечения?
7. От чего зависит ошибка округления?
8. Покажите на рис.5, где ошибка усечения в методе трапеций и в методе прямоугольников? В каком методе она меньше?
9. Какими двумя методами получить расчетные формулы метода прямоугольников и метода трапеций?
10. Поясните, как получена расчетная формула метода прямоугольников?
11. Получите расчетную формулу метода трапеций графическим методом.
12. Как получить расчетную формулу Симпсона из квадратурной формулы Котеса?
13. Как оценить точность вычислений в методах прямоугольников, трапеций и Симпсона?
14. Как задать точность вычислений определенного интеграла при использовании встроенных функций MathCad?
15. Как средствами MathCad взять интеграл и получить аналитическое решение?
16. Что обозначает термин «форматирование результата»?
17. Как отформатировать результат?
18. В чем состоит алгоритм интегрирования Ромберга?
19. Как выбрать метод интегрирования таблично заданной функции?
20. Какие численные методы можно использовать для замены табличной функции?
21. Как получены интегральные уравнения в таблице 7? Можно ли их получить, используя символьный процессор MathCad?
Расчетное многовариантное задание № 5
А. Вычислите определенный интеграл методом прямоугольников и методом трапеций с заданным количеством интервалов N; оцените точность определения интеграла каждым из этих методов;
Б. Вычислите определенный интеграл методом Симпсона с тем же количеством интервалов; сравните точность интегрирования методом Симпсона и методами трапеций и прямоугольников;
В. Вычислите определенный интеграл методом Симпсона с заданной точностью ; сравните его значение со значением, вычисленным с помощью встроенной функции MathCad; попытайтесь взять интеграл символьно.
Таблица 8
№ вар. |
Интеграл |
N |
|
1 |
|
8 |
0.0001 |
2 |
|
16 |
0.00001 |
3 |
|
32 |
0.000001 |
4 |
|
16 |
0.0001 |
5 |
|
8 |
0.00001 |
6 |
|
64 |
0.000001 |
7 |
|
128 |
0.0001 |
8 |
|
256 |
0.00001 |
9 |
|
8 |
0.000001 |
10 |
|
16 |
0.0001 |
11 |
|
32 |
0.00001 |
12 |
|
16 |
0.000001 |
13 |
|
8 |
0.0001 |
14 |
|
64 |
0.00001 |
15 |
|
128 |
0.000001 |
16 |
|
256 |
0.0001 |
17 |
|
8 |
0.00001 |
18 |
|
16 |
0.000001 |
19 |
|
32 |
0.0001 |
20 |
|
16 |
0.00001 |
21 |
|
8 |
0.000001 |
22 |
|
64 |
0.0001 |
23 |
|
128 |
0.00001 |
24 |
|
256 |
0.000001 |
25 |
|
8 |
0.0001 |
26 |
|
16 |
0.00001 |
27 |
|
32 |
0.000001 |
28 |
|
16 |
0.0001 |
29 |
|
8 |
0.00001 |
30 |
|
64 |
0.000001 |
31 |
|
128 |
0.0001 |
32 |
|
256 |
0.00001 |
33 |
|
8 |
0.000001 |
34 |
|
16 |
0.0001 |
35 |
|
32 |
0.00001 |
36 |
|
16 |
0.000001 |
37 |
|
8 |
0.0001 |
38 |
|
64 |
0.00001 |
39 |
|
128 |
0.000001 |
40 |
|
256 |
0.0001 |
41 |
|
32 |
0.00001 |
42 |
|
16 |
0.000001 |
43 |
|
8 |
0.0001 |
44 |
|
32 |
0.00001 |
Форма записи отчета в лабораторном журнале:
Дата:____. Занятие № __. Тема: «Вычисление определенного интеграла». Вариант ___.
а). Значение интеграла =0.23456, метод прямоуг., N= 16, достигнута точностью 1.210-3
Значение интеграла =0.23387, метод трапеций , N= 16, достигнута точностью 5.210-5
б). Значение интеграла =0.23388, метод Симпсона , точность 1.210-6
в). Значение интеграла = 0.23389 методом Симпсона с заданной точностью 0.00001. Такое же встроенной функцией.
Имена программ: интеграл1. mcd ; интеграл2. mcd, интеграл3. mcd