Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Вычислительная математика.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
24.11.2025
Размер:
3.89 Mб
Скачать

 

 

x1

 

 

2x

= 0,

 

 

x1

2

= 4,

 

 

 

2

 

 

 

13.

 

 

 

 

2

 

14.

e

 

+ 2x2

 

1+

2x1

 

 

 

 

 

 

+ 3x 2

=1, x

> 0.

 

2

 

 

2

 

 

 

x 2

 

x1 + x2 =1,

x1 < 0.

 

 

1

2

1

 

 

 

 

 

 

 

15.

x +1,5cos(x

1) =1,

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

2 =1, x

> 0.

 

 

 

 

 

 

0,4x 2

+ 0,6x

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

5 Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка

5.1 Численно решите дифференциальное уравнение y′ = f (x, y) с данным начальным условием y(x0 ) = y0 на отрезке [a,b] с шагом h = 0,1:

1)методом Эйлера;

2)методом Рунге-Кутта четвертого порядка точности. Результаты сравните со значениями точного решения.

 

 

 

 

 

 

Вариант

f (x, y)

x0

y0

a

b

1

x + y

0

0,8

0

1

 

 

 

 

 

 

2

x + cos y

1,8

2

1,8

2,8

 

 

 

 

 

 

3

ex + y

0

1,2

0

1

4

xy + sin x

0

2

0

1

 

 

 

 

 

 

5

x + 3sin y / 3

1,6

2

1,6

2,6

 

 

 

 

 

 

6

ex+ y

0

-1

0

1

7

xy + ex

-1

0,5

-1

0

8

x + y2

-2

0

-2

-1

9

sin(x y)

1

3

1

2

 

 

 

 

 

 

10

cos(x + y)

2

0

2

3

 

 

 

 

 

 

11

y + cos x

2

0

2

3

 

 

 

 

 

 

12

x2 + y

1

0

1

2

13

x + e y

1

-1

1

2

14

x + sin y

1,5

3

1,5

2,5

 

 

 

 

 

 

15

x2 + y2

0

0

0

1

52

6 Линейное программирование

6.1 Найдите минимум (или максимум) линейной функции при следующих ограниче-

ниях:

z = 2x1 10x2 min

x1 x2 0, 1. x1 5x2 ≥ −5,

x1 0,x2 0;

z = x1 + 4x2 min

x1 + 2x2 4,x 3,

4.≥ −1,1x 1 2x2

x1 0,x 0;2

z = 2x1 + 4x2 max

4x1 +3x2 40,

7.12x1 +3x2 24,

0 x1 3,0 x2 3;

z = 2x1 + x2 max

4x1 x2 ≥ −4,

2x1 +3x2 12, 10. 5x1 3x2 15,

x2 7,

x1 0,x2 0;

z = x1 + x2 max

x1 +3x2 6, 13. 3x1 x2 6,

x1 0,x2 0;

z = 3x1 + 4x2 max

2x1 + x2 16,

2. x1 + x2 10,

0 x1 7,0 x2 6;

z = 2x1 x2 min

2x1 x2 12,

5. x1 + x2 6,

x1 +3x2 1,x1 0,

x2 0;

z = 3x1 + 2x2 max

x1 + x2 1,

8.x1 x2 ≥ −1,x1 + x2 6,x1 0,

x 0;2

z = 5x1 +7x2 max

x1 + 2x2 15,

11. 3x1 + 2x2 19,

0 x1 5,0 x2 6;

z = 2x1 + x2 min

3x1 x2 1, 14. x1 +3x2 5,

x1 0,x2 0;

z = x1 x2 min

x1 + x2 12,

3x1 x2 6, 3.

3x1 + 4x2 0,x1 0,

x 0;2

z = x1 + 2x2 +3 min

x1 + 2x2 4,

6. x1 2,

x2 1,x1 0,

x2 0;

z = −x1 + 4x2 max

3x1 + 2x2 12,

2x1 x2 0, 9. 3x1 + 2x2 3,

x1 + 2x2 3,

x1 0,x2 0;

z = 2x1 +3x2 max

x1 + x2 6,

12. x1 + 2x2 8,

0 x1 4,0 x2 3;

z = 5x1 +6x2 min

2x1 + x2 6, 15. x1 + 2x2 6,

x1 0,x2 0.

6.2 Решите симплекс-методом следующую задачу линейного программирования при условии, что все переменные неотрицательны.

53

z = 3x1 + 2x3 6x6 max

1.2x1 + x2 3x3 + 6x6 =18,

3x1 + 2x3 + x4 2x6 = 24,x1 + 3x3 + x5 4x6 = 36;

z = 2x1 +8x2 5x3 +15x4 max

3.3x1 x2 + x3 +10x4 25,

x1 + 2x2 + x3 +5x4 10,

2x1 +10x2 + 2x3 5x4 26; z = x1 + x2 + x4 x3 max

x1 + x3 2x5 + x6 4,

5.x2 2x5 x6 5,x3 +3x5 x6 7,

x3 x4 4x1 + 4x2 ≥ −3;

z = x1 + x2 + 2x3 +7x4 +5x5 max

7.x1 + x2 + x4 +5x5 10,x1 + x2 + x3 + 2x4 + 4x5 5,x1 + x3 + x5 9;

z = 3x1 5x2 2x3 + 4x4 max

9.2x1 + x3 + 3x4 17,

4x1 + x2 + x4 12,x1 + 2x2 +8x3 x4 6;

z = x2 x1 min

11.2x1 + x2 2,x1 2x2 2,x1 + x2 5;

z = 2x1 x2 + x3 max

13.x1 +3x3 x4 5,x2 + 2x3 + ≤ 7,x1 + x2 + 2x4 3;

z = 2x1 + x2 + x3 + x4 + x5 max

15.x1 x2 + x4 2,

x1 + 3x2 x3 x4 + x5 2,x1 + 3x3 2x4 2.

z = 2x1 6x2 + 3x5 max

2.2x1 + x2 + x3 + x5 = 20,x1 2x2 + x4 + 3x5 = 24,3x1 x2 12x5 + x6 =18;

z = 2x1 + 2x2 x3 x4 min

4.x1 x2 + 2x3 x4 2,2x1 + x2 3x3 + x4 6,x1 + x2 + x3 + x4 7;

z = 5x1 + 2x2 3x3 + x4 min

6.2x1 x2 + x3 + x4 5,x1 + x2 x3 x4 2,5x1 8x2 + 2x3 + 4x4 3;

z= x1 +3x2 + x3 max

8.3x1 + 2x2 x3 5,x1 4x2 2x3 3,2x1 5x2 + x3 2;

z = 2x3 x4 min

10.x2 +3x4 5,x1 + 2x2 + x3 8,2x3 + x5 10;

z = −x1 + x2 x3 min

12.x1 + 2x2 x3 5,2x2 + x3 3,x3 + 2x4 6;

z = 3x1 + x2 + 2x3 + 2x4 max

14.2x1 x2 +5x3 +3x4 6,x1 2x2 x4 2,

2x2 x3 5;

54

 

 

 

7 Численное решение уравнений с частными производными

7.1 Найдите приближенное решение уравнения

 

 

u

=

2u

,

 

 

 

 

 

 

t

 

t 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

удовлетворяющее условиям

 

 

 

 

 

u(x,0)= f (x), u(0,t)= ϕ(t), u(1,t)= ψ(t),

 

 

 

 

для значений 0 t T , взяв по аргументу x шаг 0 t T .

 

 

1 – 4.

f (x)= (ax2 +b)sin πx,

ϕ(t)= ψ(t)= 0,

T = 0,02 , где

 

 

1.

a =1,1,

 

b =1,1;

2. a =1,3, b =1,2;

3.

a =1,5 , b =1,4;

4.

a =1,5 , b =1,5 ;

5 – 8.

f (x)= ebx sin ax , ϕ(t)= 0 , ψ(t)= eb sin a , T = 0,02 , где

 

5.

a =π /12 , b = 0,1;

6. a = π / 4 , b = 0,2 ;

7. a = π / 3 , b = 0,4 ;

8. a = π / 3 , b = 0,5 ;

9 – 12. f (x)= (ax2 + b)ex , ϕ(t)= b , ψ(t)= (a + b)e1 , T = 0,01, где

9.

a =1,1, b = 2,1;

10. a =1,3, b = 2,3 ;

11. a =1,5 , b = 2,4 ;

 

12. a =1,5 , b = 2,5 ;

13 – 15. f (x)= x (1x)(ax4 + b), ϕ(t)= ψ(t)= 0 , T = 0,01, где

 

 

13. a = 0,5 , b = 0,5 ;

14.

a = 0,7 , b =1;

 

15. a = 0,9 , b = 0,7 .

7.2 Найдите приближенное решение уравнения

 

 

2u = 2u

,

 

 

 

 

 

 

t2

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

удовлетворяющее условиям

 

 

 

 

 

u(x,0)= f (x), ut (x,0)= g(x), u(0,t)= ϕ(t), u(1,t)= ψ(t),

 

 

для значений 0 t 0,5 , 0 x 1 , взяв по аргументу x шаг h = 0,1.

 

 

1 – 5.

f (x)= (ax2 +1,1) sin πx , g(x) = 0 , ϕ(t)= ψ(t)= 0 , где

 

 

1.

a =1,1;

 

2. a =1,2 ;

3. a =1,3;

 

4. a =1,4 ;

5.

a =1,5 ;

 

a x, x [0,b],

 

g(x)= c,

6 – 10. f (x)= b

 

 

 

 

+ a

(1x), x [b,1],

0,

 

 

 

 

1b

 

 

 

6.

a =1, b = 0,05, c =1,5 ,

d = 0,05

, l = 0,45; 7.

8.

a = 3 , b = 0,15 , c =1,7 ,

d = 0,15

, l = 0,55 ; 9.

10. a = 5 , b = 0,25, c =1,9 , d = 0,25 , l = 0,65 ;

x [[d,l]], [ ] ϕ(t)= ψ(t)= 0 , где

x 0,d , или x l,1 .

a = 2 , b = 0,1, c =1,6 , d = 0,1, l = 0,5 ; a = 4 , b = 0,2 , c =1,8, d = 0,2 , l = 0,6 ;

55

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]