
- •Тема II.Алгоритмизация вычислительных процессов 1.Алгоритм. Основные понятия. Этапы решения задач на компьютере.
- •2.Свойства алгоритма: массовость, определенность, результативность, эффективность.
- •3.Данные и операции алгоритмов. Входные, выходные и внутренние данные. Константы и переменные. Массивы. Арифметические, логические и символьные данные.
- •4.Формы представления алгоритмов. Требования к изображению схем алгоритмов. Рекомендации по разработке алгоритмов.
- •6. Алгоритмизация циклических вычислительных процессов
- •7.Арифметические циклы
- •7.1. Табулирование функций
- •7.2 Накопление суммы. Последовательное умножение.
- •7.4. Обработка массивов данных
- •7.3 Вычисление суммы ряда при заданном числе членов разложения
- •8.Итерационные циклы
- •8.1 Вычисление суммы ряда с заданной погрешностью.
- •8.2. Вычисление по итерационным формулам
- •9.Алгоритмы подпрограмм
- •10.1.3. Методы решения нелинейных уравнений. Математическая основа геометрическая интерпретация, схема алгоритма, Pascal-программа.
- •10.1.3.1.Метод половинного деления
- •Подпрограмма-процедура Equat предназначена нахождения корня нелинейного уравнения.
- •Подпрограмма-функция f предназначена для вычисления значения функции f
- •10.1.3.2.Метод хорд Теоритические сведения.
- •Подпрограмма-процедура EqHord предназначена нахождения корня нелинейного уравнения.
- •10.1.3.3.Метод Ньютона Теоритические сведения.
- •Подпрограмма-процедура EqNew предназначена нахождения корня нелинейного уравнения.
- •10.1.3.4.Метод простой итерации
- •10.2 Численное интегрирование. Математическая основа, геометрическая интерпретация, схема алгоритма, Pascal – схема.
- •10.2.1.Метод прямоугольника
- •10.2.2. Метод трапеции
- •10.2.3. Метод Симпсона
Подпрограмма-процедура EqHord предназначена нахождения корня нелинейного уравнения.
Список формальных параметров: C, D, Eps, Km, Err, Z.
Входные данные:
C – верхняя граница интервала изоляции корня, тип – вещественный;
D – нижняя граница интервала изоляции корня, тип – вещественный;
Eps – погрешность вычисления корня, тип –вещественный;
Km – предельно допустимое количество повторов циклов, тип-целый;
Выходные данные:
Err – признак ошибки, тип-целый;
Z – корень нелинейного уравнения, тип – вещественный.
Подпрограмма-функция F предназначена для вычисления значения функции F
Список формальных параметров: Х.
Входные данные:
1.Х – аргумент функции, тип – вещественный.
Подпрограмма-функция F1 предназначена для вычисления значения функции F1(первой производной от функции F)
Список формальных параметров: Х.
Входные данные:
1.Х – аргумент функции, тип – вещественный.
Подпрограмма-функция F2 предназначена для вычисления значения функции F2(второй производной от функции F)
Список формальных параметров: Х.
Входные данные:
1.Х – аргумент функции, тип – вещественный.
Текст подпрограмм
1.Подпрограммы-функции F,F1,F2
1.1 Подпрограмма – функции F
{Текст подпрограммы – функции F}
Function F(X:real):real;
begin
F:=exp(-x)-(sqr(x-1));
end;
1.2 Подпрограмма – функции F1
{Текст подпрограммы – функции F1}
Function F1(X:real):real;
begin
F1:=-exp(-x)-2* (x-1);
end;
1.3 Подпрограмма – функции F2
{Текст подпрограммы – функции F2}
Function F2(X:real):real;
begin
F2:=exp(-x)-2;
end;
2.Текст подпрограммы – процедуры EqHord
{Teкст процедуры нахождения корня нелинейного уравнения методом хорд}
Procedure Eqhord (c,d,eps:real; km:integer; var err:integer; var z:real);
var
i:integer;
begin
z:=(d-c)/(F(d)-F(c))
if F(c)*F2(c)>0 then
Q=c else
Q=d;
i:=1;
err:=1;
repeat
x:=Q-F(Q)*z
if |x-Q|>Eps then
begin
Q:=x;
i:=i+1;
end else
begin
i:=km;
Err:=Err-1;
end;
until i>=km
end.
10.1.3.3.Метод Ньютона Теоритические сведения.
Метод
ньютона – это метод приближённого
нахождения корня x0 уравнения f (x) = 0,
называемый также методом касательных.
Н. м. состоит в том, что по исходному
(«первому») приближению х
= a1 находят
второе (более точное), проводя касательную
к графику (см. рис.) у
= f (x) в точке А
[а1 f (a1)] до
её пересечения с осью Ox;
точка пересечения х
= a1 — f (a1)/f’(a1)
и принимается за новое значение a2.
корня. Повторяя в случае необходимости
этот процесс, получают всё более и более
точные приближения a2, a3,...
корня x0 при
условии, что производная f’(x)
монотонна и сохраняет знак на сегменте,
содержащем x0.
Ошибка ε2 = x0 —a2 нового
значения a2 связана
со старой ошибкой ε1 =
x0 — a1 формулой
f
(x) в некоторой точке x, лежащей между x0 и a1.
Иногда рекомендуется Н. м. применять
одновременно с к.-л. другим способом,
например с Линейного
интерполирования методом.
Н. м. допускает обобщения, которые
позволяют применять его для решения
уравнений F (x) = 0 в нормированных
пространствах (F— оператор в этом
пространстве), в частности для решения
систем уравнений и функциональных
уравнений. Метод разработан И. Ньютоном
в 1669.