2 . Частное определение: Определение гармонического анализа.

4 Билет

1. Поиск простейших эмпирических зависимостей при помощи среднеквадратичного приближения. Невязки.

Невязка – разница между эмпирическими значениями и значениями аппроксимирующих линий; или разница между наблюденными аппроксимирующих функций.

Поиск простейших эмпирических зависимостей необходим чтобы упорядочить значения системы, заменить одну систему координат на другую.

Z = ax^m

lnz = lna + m lnx соответственно Y = AX + B – линейная зависимость, а х = lnx и у = lnz – логарифмич замена.

В большинстве случаев, чем меньше невязка, тем аппроксимированное значение ближе к решению, то есть,

2. Частное определение: определение сглаживания данных

5 Билет

1. Общее представление о рядах Фурье. Гармонический анализ временных рядов

Ряд Фурье — представление произвольной функции   с периодом   в виде ряда

Этот ряд может быть также переписан в виде

.

где

 — амплитуда k-го гармонического колебания,

 — круговая частота гармонического колебания,

 — начальная фаза k-го колебания,

 — k-я комплексная амплитуда

2. Частное определение: суть аппроксимации данных

6 Билет

1. Сглаживание и фильтрация временных рядов. Определения и основные алгоритмы.

2. Частное определение: определение математического маятника

7 Билет.

1.Численное интегрирование временных рядов. Методы прямоугольников и трапеций. Погрешности.

З начение определенного интеграла численно равно площади криволинейной трапеции, ограниченной графиком функции y=f(x), осью абсцисс и прямыми х=а, х=b. Находя приближенно площадь криволинейной трапеции, мы получаем значение интеграла. Формально процедура численного интегрирования заключается в том, что отрезок [а, b] разбивается на n частичных отрезков, а затем подынтегральная функция заменяется на нем легко интегрируемой функцией, по определенной зависимости интерполирующей значения подынтегральной функции в точках разбиения.

- площадь левого прямоугольника

- площадь правого прямоугольника

- площадь трапеции

Итак, функция у=f(x) интегрируема на сегменте [a,b] и требуется вычислить ее интеграл . Составим интегральную сумму для f(x) на сегменте [a,b] . Для этого разобьем сегмент [a,b] на n равных между собой частей с помощью точек: x₁, x₂, … , x_k, … , x_n-1.

Если длину каждой части мы обозначим через х, так что , то для каждой точки x_iбудем иметь: (i=0, 1, 2, …, n).

Обозначим теперь через y_i значение подынтегральной функции f(x) при , то есть положим (i=0, 1, …, n).

- формула левых прямоугольников или

- формула правых прямоугольников.

т.е (1)

и (1')

Эти приближенные равенства называются формулами прямоугольников.

В том случае, когда f(x)0, формулы (1) и (1’) с геометрической точки зрения означают, что площадь криволинейной трапеции aABb, ограниченной дугой кривой y=f(x), осью Ох и прямыми х=а и х=b, принимается приближенно равной площади ступенчатой фигуры, образованной из n прямоугольников с

основаниями и высотами: y₀, y₁, y₂, …, y_n-1 – в случае формулы (1), (рис.8) и y₁, y₂, y₃, …, y_n – в случае формулы (1') (рис.9).

У

y_k-1

y₁ B

y₀ y_n-1

A

0 a x₁ x_k-1 x_n-1 b x

Рис.8

Y

y₁ B

y_k y_n-1

А

0 a x₁ x_k x_n-1 b x

Рис.9

Исходя из приведенного выше геометрического смысла формул (1) и (1') способ приближенного вычисления определенного интеграла по этим формулам принято называть методом прямоугольников.

Метод трапеции

Простейшая из таких формул получается как среднее арифметическое правых частей формул (1) и (1'):

(4)

Л егко усмотреть геометрический смысл этой формулы. Если на каждом отрезке разбиения дугу графика подынтегральной функции y=f(x) заменить стягивающей ее хордой (линейная интерполяция), то мы получим трапецию, площадь которой равна

и

у

В

А

у₀ у₁ у₂ у_n-1 y_n

0 a x₁ x₂ x_n-1 b x

Рис.10

следовательно, формула (4) представляет собой площадь фигуры, состоящей из таких трапеций (рис.10) . Из геометрических соображений понятно, что площадь такой фигуры будет, вообще говоря, более точно выражать площадь криволинейной трапеции, нежели площадь ступенчатой фигуры, рассматриваемая в методе прямоугольников.

Приведя в формуле (4) подобные члены, окончательно получим

(5)

Формулу (5) называют формулой трапеций.