- •Интерполяция и экстраполяция
- •Составители в.П. Житников, н.М. Шерыхалина, а.Р. Ураков
- •Содержание
- •Лабораторная работа №1 интерполяция функций
- •3. Вводная часть
- •4. Теоретические основы
- •4.1. Постановка задачи
- •4.2. Методы решения задачи
- •5. Методы оценки погрешности интерполяции
- •5.1. Оценка погрешности метода
- •5.2. Оценка погрешностей исходных данных и округления
- •6. Критерий качества оценки погрешности
- •7. Численный эксперимент. Применим этот способ оценки к конкретной задаче интерполяции. Пусть
- •8. Порядок решения задачи на эвм
- •9. Требования к отчету по лабораторной работе
- •10. Вопросы для самопроверки
- •Лабораторная работа №2 применение экстраполяции для ускорения сходимости последовательностей
- •1. Цель работы
- •2. Задачи работы
- •3. Вводная часть
- •4. Теоретические основы
- •4.1. Постановка задачи
- •4.2. Экстраполяция и оценка погрешности при известном порядке аппроксимации.
- •5. Верификация методов оценки погрешности. Повторная экстраполяция
- •5.1. Критерий качества оценки погрешности
- •5.2. Оценка погрешности методов повторной экстраполяции
- •6. Численный эксперимент
- •7. Порядок решения задачи на эвм
- •8. Требования к отчету по лабораторной работе
- •9. Вопросы для самопроверки
- •Лабораторная работа №3 экстраполяция при неизвестном порядке аппроксимации
- •1. Цель работы
- •2. Задачи работы
- •3. Вводная часть
- •4. Теоретические основы
- •4.1. Процесс Эйткена
- •5. Порядок решения задачи на эвм
- •6. Требования к отчету по лабораторной работе
- •7. Вопросы для самопроверки
5. Порядок решения задачи на эвм
По указанию преподавателя выбрать метод экстраполяции (2 – алгоритм (3.3), - алгоритм (3.6), - алгоритм (3.7), u - алгоритм (3.8).
Составить подпрограмму, реализующую данный метод.
Предусмотреть в программе многократную экстраполяцию.
Оценить размытость оценки погрешности согласно п. 5 лабораторной работы 2.
Отладить программу путем экстраполяции частичных сумм (2.2).
Применить программу для экстраполяции последовательности, заданной преподавателем. Результат оценки погрешности представить в виде графика (рис. 3.1).
6. Требования к отчету по лабораторной работе
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
файл исходного текста программы;
файлы результатов для тестового примера и для экстраполяции заданной последовательности;
описание алгоритма расчета (в текстовой форме и в виде блок-схемы) в электронном и распечатанном виде;
распечатку файлов п. 2) с комментариями;
общие выводы по результатам работы, включающие результаты тестирования, полученные оценки погрешности результатов и обоснование этих оценок.
7. Вопросы для самопроверки
Какие последствия вызывает отсутствие информации о порядке аппроксимации.
Сравнение различных методов экстраполяции с точки зрения их эффективности и области применения.
Влияние погрешности округления на результат экстраполяции.
К чему приводит накопление погрешности экстраполяции?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. -М.: Наука, 1987. -598 с.
Бахвалов Н.С. Численные методы. Часть 1. -М.: Наука, 1973. -631 с.
Самарский А.А. Введение в численные методы. -М.: Наука, 1987. -286 с.
Калиткин Н.Н. Численные методы. -М.: Наука, 1978. -512 с.
Житников В.П., Шерыхалина Н.М., Ураков А.Р. Линейные некорректные задачи. Верификация численных результатов. Учебное пособие. -Уфа: УГАТУ, 2002. -91 с.
Прудников А. П., Бычков Ю. А., Маричев О. И. Интегралы и ряды. –М.: Наука, 1981. -800 с.
Smith D. A., Ford W. F. Acceleration of linear and logarithmic convergence. – SIAM J. Numer. Anal., 1979, v. 16. -P. 223-240.
Smith D. A., Ford W. F. Numerical comparisons of non-linear convergence accelerations. – Mathematics of Computation, 1982, v. 38, 158. -P. 481–499.
Составители:
ЖИТНИКОВ Владимир Павлович
ШЕРЫХАЛИНА Наталия Михайловна
УРАКОВ Айрат Ренатович
ИНТЕРПОЛЯЦИЯ И ЭКСТРАПОЛЯЦИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам по дисциплине
«Вычислительная математика»
Редактор
ЛР №020258 от 08.01.98
Подписано в печать 27.09.2003. Формат 60х84 1/16.
Бумага писчая. Печать плоская.
Гарнитура Таймс. Усл.печ.л. 5,6. Усл.кр.–отт. 5,6.
Уч.–изд.л. 5,5. Тираж 75 экз.
Заказ № . С (47)
Уфимский государственный авиационный технический университет
Уфимская типография №2 Министерства печати и массовой информации
Республики Башкортостан
450000, Уфа–центр, ул.К.Маркса, 12
1 Представление малой величины (n) в виде o(nk) или O(nkl), употребляемое обычно в литературе, на наш взгляд не оправдано, так как поведение величины при ограниченных n может существенно отличаться от ее асимптотического поведения. С другой стороны, для проведения экстраполяции необходимо и достаточно, чтобы при расчетных n величина (n) была малой по сравнению с главной частью погрешности. В этом случае характер асимптотической зависимости величины (n) не имеет решающего значения.
