- •220201 - «Управление и информатика в технических системах» Коломна, 2013
- •Численные методы Методические указания к лабораторным работам
- •220201 - «Управление и информатика в технических системах» Коломна , 2013
- •Содержание
- •Введение
- •Лабораторная работа №1 Организация Windows-приложения в Delphi с использованием визуальных компонентов классов: tEdit, tLabel, tMemo, tButton. Программирование интерполяционных алгоритмов Цель работы
- •1. 1. Краткие сведения из теории
- •1.1.1. Понятия аппроксимации и интерполяции
- •1.1.2. Вычисление многочленов по схеме Горнера
- •1.2. Выполнение работы Исходные данные для выполнения работы
- •1.3. Контрольные вопросы
- •2.1. Краткие сведения из теории
- •2.1.1. Метод прямоугольников
- •2.1.2. Метод трапеций
- •2.1.3. Метод Симпсона
- •2.1.4. Алгоритм автоматического выбора шага
- •2.2. Выполнение работы Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для выполнения работы
- •2.3. Контрольные вопросы
- •3.1. Краткие сведения из теории
- •3.1.1. Обзор методов решения систем решения линейных алгебраических уравнений
- •3.1.2. Метод Гаусса
- •Вычисление определителя
- •Прямой ход метода Гаусса
- •3.1.3. Метод Гаусса-Зейделя
- •3.2. Выполнение работы Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для выполнения работы
- •3.3. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 Использование графики в Delphi. Организация меню в приложении. Программирование итерационных алгоритмов решения нелинейных уравнений Цель работы
- •4.1. Краткие сведения из теории
- •4.1.1. Метод бисекции
- •4.1.2. Метод хорд
- •4.1.3. Метод касательных
- •4.1.4. Метод простой итерации
- •4.2. Выполнение работы Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для выполнения работы
- •4.3. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 Организация многооконного приложения в Delphi для решения о.Д.У. Одношаговыми разностными методами. Программная работа с файлами данных Цель работы:
- •5.1. Краткие сведения из теории
- •5.1.1. Метод Эйлера
- •5.1.2. Метод Эйлера с пересчётом
- •5.1.3. Метод Рунге-Кутта
- •5.1.4. Решение дифференциальных уравнений высшего порядка
- •5.2. Выполнение работы Порядок выполнения работы
- •Исходные данные для выполнения работы
- •5.3. Контрольные вопросы
- •Справка по работе с основным набором визуальных компонентов Delphi, требуемых при выполнении лабораторных работ
- •Компонент Окно выбора файла (tOpenDialog)
- •Компонент Окно сохранения файла (tSaveDialog)
- •Список использованной литературы
4.2. Выполнение работы Порядок выполнения работы
Написать программу для графического отделения действительных корней нелинейного уравнения.
Написать программу решения нелинейного уравнения в соответствии с номером варианта (см. таблице 4.1). Общее управление приложением организовать с помощью меню.
Проверить, если необходимо, достаточное условие сходимости.
Отладить программу на тестовом примере.
Произвести счёт и оформить отчёт.
Исходные данные для выполнения работы
Таблица 4.1
Вариант |
Уравнение |
Метод |
1 |
|
Бисекции,
|
2 |
См. вар. 1 |
Хорд,
|
3 |
См. вар. 1 |
Ньютона,
|
4 |
|
Ньютона, |
5 |
См. вар. 4 |
Простой итерации |
6 |
|
Простой итерации |
7 |
См. вар. 6 |
Бисекции, |
8 |
|
Ньютона, |
9 |
|
Простой итерации |
10 |
См. вар. 9 |
Ньютона, |
4.3. Контрольные вопросы
Объясните назначение класса TCanvas. С помощью каких инструментов можно запрограммировать вывод изображения на канве?
Что такое мастер изображений и как с его помощью работать с объектами класса TChart?
Как организовать меню в Windows-приложении в Delphi?
Из каких этапов состоит алгоритм нахождения корня нелинейного уравнения?
В чём состоит суть методов бисекции, Ньютона, простой итерации.
Дайте графическую интерпретацию каждого метода.
Сформулируйте достаточные условия сходимости методов Ньютона и простой итерации.
В чём состоят преимущества и недостатки применения каждого из методов?
Лабораторная работа №5 Организация многооконного приложения в Delphi для решения о.Д.У. Одношаговыми разностными методами. Программная работа с файлами данных Цель работы:
Изучение и программирование алгоритмов одношаговых методов решения обыкновенных дифференциальных уравнений в постановке задачи Коши.
Освоение технологии программирования многооконного приложения в Delphi.
Программирование работы с файлами данных . Объектный подход при работе с файлами.
5.1. Краткие сведения из теории
Обыкновенным
дифференциальным уравнением (далее –
ОДУ) называется такое уравнение, которое
содержит одну или несколько производных
от искомой функции
:
(5.1)
Здесь – независимая переменная, – наивысший в уравнении порядок производной от , называется порядком уравнения, само ОДУ при этом называется уравнением -го порядка.
Если вместе с уравнением задаются дополнительные условия в какой-либо точке, называемые начальными, то задача решения ОДУ ставится в виде так называемой задачи Коши. Например, задача Коши для ОДУ первого порядка:
(5.2)
(5.3)
Требуется
среди всех решений уравнения (5.2) найти
такое решение
,
которое удовлетворяет начальному
условию (5.3), т.е. требуется найти функцию
,
график, которой проходит через заданную
точку
.
Рассмотрим
одношаговые методы решения ОДУ. В
одношаговых методах для вычисления
значения
на следующем шаге используется лишь
одно ранее найденное значение на
предыдущем шаге
.
Наиболее распространенными среди
одношаговых методов являются методы
Эйлера и Рунге-Кутта.
