- •Пәнінің лекциялар курсы
- •Мазмұны
- •9.1. Жалпы мәліметтер
- •7. Есептеулер жүргізу.
- •8. Нәтижелерді талдау.
- •1. Жуық сандар. Қателік ұғымы
- •1.1. Жуық сандар
- •1.2. Абсолюттік және салыстырмалы қателік
- •1.3. Жуық санның ондық системада жазылуы
- •Кез келген ондық оң санды былай жазуға болады
- •2. Арифметикалық амалдардың қателіктері
- •2.1. Қосындының қателігі
- •2.2 Айырымның қателігі Екі жуық санның айырымын қарастырайық
- •2.3. Көбейтіндінің қателігі
- •2.4. Бөліндінің қателігі
- •Дәлелдеуі:
- •2.5. Түбірдің салыстырмалы қателігі
- •2.6. Қателіктің жалпы формуласы Мейлі дифференциалданатын функция
- •2.7. Есептеулер жүргізудің жалпы ережесі
- •2.8. Қателіктер теориясының кері есебі
- •Бақылау сұрақтары
- •1. Жуық санның абсолюттік және салыстырмалы қателіктерінің арасындағы байланыс?
- •3. Сызықтық емес теңдеулерді шешу
- •3.1. Түбірлерді айыру
- •3.2. Түбірлерді айырудың аналитикалық әдістері Ол үшін математикалық талдау курсынан белгілі, функциялардың кейбір қасиеттерін пайдаланамыз.
- •3.3. Хордалар әдісі
- •3.4. Ньютон әдісі (жанамалар әдісі).
- •3.5. Хорда және жанама әдістерінің комбинациясы.
- •3.6. Жәй итерация әдісі.
- •4. Сызықтық алгебралық теңдеулер жүйелерін шешу әдістері
- •4.1. Сызықтық алгебралық теңдеулер жүйелерін шешу әдістері туралы қысқаша мәліметтер
- •4.2. Гаусс әдісі.
- •4.3. Квадрат түбірлер әдісі.
- •Сызықтық теңдеулер жүйесін квадрат түбірлер әдісімен шешу.
- •4.4. Векторлардың және матрицалардың мөлшерлері
- •Осы ара қатыстардан
- •4.5. Сызықтық алгебралық теңдеулер жүйесін шешудің итерациялық әдістері
- •4.5.1 Жәй итерация әдісі
- •4.5.2. Жүйені итерациялық процеске дайындау
- •4.5.3. Зейдель әдісі
- •4.5.4 Зейдель процессінің жинақтылығының жеткілікті шарты
- •4.6. Итерация әдісінің қателігін бағалау
- •4.7. Зейдель процессінің қателігін бағалау
- •Бақылау сұрақтары
- •5. Сызықтық емес теңдеулер жүйесін жуықтап шешу
- •5.1. Сызықты емес теңдеулер жүйесін итерация әдісімен шешу
- •5.2. Жәй итерация әдісі
- •5.3. Ньютон әдісі
- •Бақылау сұрақтары
- •6. Интерполяциялау және экстрополяциялау
- •6.1. Интерполяциялау есебінің математикалық қойылымы.
- •6.2. Лагранждың интерполяциялық көпмүшелігі
- •6.3. Шектік айырымдар
- •6.4. Бірдей қашықтықта орналасқан тораптар үшін Ньютонның бірінші интерполяциялық формуласы.
- •6.5. Ньютонның екінші интерполяциялық формуласы
- •6.6. Ньютонның интерполяциялық формулаларының қателіктерін бағалау.
- •6.7. Сандық дифференциалдау
- •Бақылау сұрақтары
- •Интерполяциялау есебінің математикалық қойылымы.
- •7. Сандық интегралдау
- •7.1. Тік төртбұрыштар әдісі
- •7.2. Трапециялар әдісі
- •7.3. Симпсон (параболалар) әдісі
- •Бақылау сұрақтары
- •8. Жәй дифференциалдық теңдеулер
- •8.1. Жалпы мәліметтер
- •Эйлер әдісі
- •8.3. Рунге-Кутта әдісі
- •8.4. Жәй дифференциалдық теңдеулердің шекаралық есептері
- •8.5. Екінші ретті сызықтық теңдеулер үшін шектік айырымдық әдістер
- •8.6. Қуалау әдісі
- •8.7. Екінші ретті сызықтық емес дифференциалдық теңдеулер үшін шектік айырымдық әдістер
- •Бақылау сұрақтары
- •9. Дербес туындылы дифференциалдық теңдеулер үшін шектік
- •9.1. Жалпы мәліметтер
- •9.2. Торлар. Торлық функциялар
- •9.3. Жазықтықтағы бірқалыпты тор
- •9.4. Айырымдық схемалардың жинақтылығы, аппроксимациясы (жуықтау), орнықтылығы.
- •9.5. Гиперболалық типтегі теңдеу үшін шектік-айырымдық схема
- •9.6. Параболалық түрдегі теңдеулер үшін шектеулі айырымдық әдіс.
- •Бақылау сұрақтары
9.1. Жалпы мәліметтер
9.2. Торлар. Торлық функциялар
9.3. Жазықтықтағы бірқалыпты тор
9.4. Айырымдық схемалардың жинақтылығы, аппроксимациясы
(жуықтау), орнықтылығы.
9.5. Гиперболалық типтегі теңдеу үшін шектік-айырымдық схема
9.6. Параболалық түрдегі теңдеулер үшін шектеулі айырымдық әдіс
Бақылау сұрақтары
Әдебиеттер
Кіріспе
Математикалық үлгілеудің көмегімен ғылыми-техникалық есептердің математикалық үлгілері жасалып, олардың шешулері математикалық есептерді шешуге алып келінеді. Қазіргі уақытта күрделі математикалық есептерді шешудің негізгі құралы –сандык әдістер. Бұл әдістердің көмегімен есептің шешуі сандармен арифметикалық амалдар жасауға келеді. Электрондық есептеу машиналарының пайда болуына байланысты сандық әдістер және оны практикада қолдану өте жылдам дамуда.
ЭЕМ-де сандық әдістермен есепті шешудің негізгі кезеңдері.
1. Есептің қойылымы. Бұл есептің мағыналы қойылуы және оның шешіуінің ақырғы мақсаты.
2. Математекалық үлгі (модель) құру. (есептің математикалық формулировкасы). Үлгі процестің негізгі физикалық зандылықтарын дұрыс бейнелеу керек.
3. Сандық әдісті таңдау (алу). Есепті есептеу алгоритміне алып келетін сандық әдісті тандау. Бір есепті бірнеше әдіспен шешуге болады, сондықтан соның ішінен есептеулері аз, дәлдігі және жинақтылық жылдамдылығы жоғары әдісті тандау.
4. Алгоритм және блок схема құру. Есепті шешу процесін, ақырғы нәтижеге алып келетін арифметикалық және логикалық операциялардың тізбектерін алгоритм деп атаймыз
5. Программалау. Есепті шешу алгоритмін машинаға түсінікті тілде операциялардың тізбектері түрінде жазу.
6. Программаны баптау. Қателерді түзету.
7. Есептеулер жүргізу.
8. Нәтижелерді талдау.
Информатик және программист мамандықтарын дайындауда “Сандық әдістер” пәні негізгі бір пәндердің бірі болып есептеледі. Бұл пәннің негізгі мақсаты қолданбалы математиканың есептерін жуықтап есептеулерді және математикалық талдаудың сандық әдістерін пайдаланып шешу болып табылады.
1. Жуық сандар. Қателік ұғымы
1.1. Жуық сандар
Есепті шешу кезінде дәл және жуық сандармен жұмыс істейміз. Дәл сандар – шаманың шын мәнін береді, жуық сандар – шын мәнге жақын мәндерді береді. Жақындық есептеу қателігімен анықталады.
Жуық а саны деп, дәл А санынан айырмашылығын өте аз болатын және есептеулерде А-ны айырбастайтын санды айтамыз.
1.2. Абсолюттік және салыстырмалы қателік
Егер a<A болса, онда а, А-санының кемімен алынған жуық мәні; егер а>А болса, артығымен адынған жуық мәні деп аталады.
Дәл А және жуық мәндерінің а айырмашылығы қателікті құрайды. Егер a<A онда A-a>0; егер a>A онда A-a<0 болады.
Бізге қатенің таңбасы емес, оның шамасы керек. Сондықтан біз абсолюттік қателікті пайдаланамыз.
Дәл А санының оның жуық мәні а-дан айырмашылығының абсолют шамасын, а-жуық санының абсолюттік қателігі деп атаймыз.
(1)
Бұл жерде екі жағдай болады.
Дәл А-саны белгілі. Онда абсолюттік қателік (1)-формуламен есептеледі.
Мысал.
Мейлі А=784,2737, а=784,274 онда
2.
Дәл А-саны белгісіз, онда 1-ші формуланы
қолдануға болмайды. Онда мына теңсіздікті
қанағаттандыратын абсолюттік қателіктің
шекарасы ұғымын қолданамыз.
Абсолюттік қателіктің шекарасы, абсолюттік қателіктен асатын немесе оған тең болатын сан, оны шектік аболюттік қателік деп атаймыз.
шектік
абсолюттік қателік. Демек
(2)
Дәл А санның мәні мына арада жатады
.
(3)
–
А санның
кемімен жуықтауы.
– А
санның артығымен жуықтауы.
А – санының мәні былай жазылады
.
(31)
– жуық
санының салыстырмалы қателігі
деп абсолюттік қателіктің
дәл
санының модуліне қатынасын айтамыз,
яғни
(4)
бұл жерден
(41)
Салыстырмалы
қателіктен асатын немесе тең болатын
санын, шектік салыстырмалы қателік
дейміз:
(5)
(4) және
(5) –тен
;
болғандықтан
(6)
(7)
шектік салыстырмалы қателік
Көп
жағдайда
белгісіз және
болғандықтан,
(6), (7) теңдікті былай жазуға болады
(61)
(71)
Мысал
1.
Жуық
санының,
шектік салыстырмалы қателігін тап
(процентпен).
(7) формуланы пайдаланып
Мысал
2.
және
теңдігінің қайсысы дәлірек?
Шешімі: Шектік абсолют қателікті табу үшін, а1,а2, сандарының ондық
таңбаларын
көбірек аламыз
;
Шектік абсолют қателікті табамыз (артығымен дөңгелектейміз)
;
;
;
;
екінші
теңдік дәлірек.
