- •Методические указания к лабораторным работам по дисциплине "Вычислительная математика "
- •Лабораторная работа №1
- •(Количество часов -2 час. )
- •Определение псевдообратной матрицы для произвольной матрицына основе метода ортогонализации Грамма-Шмидта (гшо)
- •Построение псевдообратной матрицы на основе метода ортогонализации Грамма-Шмидта.
- •1.1. Сокращение интервала неопределенности методом золотого сечения
- •1.2. Сокращение интервала неопределенности методом квадратичной аппроксимации
- •1.3. Минимизация многомерной функции при наличии линейных ограничений на основе метода Давидона-Флетчера-Пауэлла
- •Порядок выполнения работы
- •2. Учебный пример выполнения лабораторной работы
- •2.1. Минимизация многомерных функций
- •Содержание отчета
- •4.2. Быстрое преобразование Уолша
- •4.3. Быстрое преобразование Хаара
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •3. Метод Рунге-Кутта 4-го порядка
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Построение графика функции одного аргумента
- •Просмотр участков двумерных графиков
- •Порядок выполнения работы
- •1.2. Абсолютные и относительные погрешности
- •1.5. Погрешности произведения и частного приближенных чисел
- •3. Содержание отчета по лабораторной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 10 решение нелинейных уравнений
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Метод половинного деления
- •1.2. Метод хорд
- •1.3. Метод Ньютона (касательных)
- •1.4. Метод простой итерации
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Содержание отчета по лабораторной работе
- •4. Контрольные вопросы
- •5. Исходные данные
- •Интерполирование функций
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Формула Лагранжа
- •1.2. Интерполирование по схеме Эйткена
- •1.4. Формула Ньютона с разделенными разностями
- •Интерполяционный многочлен Ньютона, использующий разделенные разности, имеет вид:
- •1.6. Интерполяция сплайнами
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Содержание отчета по лабораторной работе
- •4. Контрольные вопросы
- •5. Исходные данные
2. Порядок выполнения работы
2.1. Изучить сущность изложенных методов.
2.2.Разработать схему алгоритма отделения корней нелинейных уравнений.
2.3.Разработать схемы алгоритмов уточнения корней нелинейных уравнений методами половинного деления, хорд, Ньютона (касательных) и простой итерации. При этом требуется предусмотреть определение числа итераций, необходимых для вычисления корней с заданной степенью точности.
2.4.Выполнить с помощью разработанных программ определение всех корней на заданном интервале исходного нелинейного уравнения различными методами с погрешностью = 10-4.
2.5.Произвести вычисление корней в системе MathCAD. Построить графики исходной функции и указать на них интервалы локализации корней.
2.6.Провести сравнительный анализ методов решения нелинейных уравнений на основе полученных результатов.
3. Содержание отчета по лабораторной работе
1. Цель работы.
2. Заданное нелинейное уравнение и интервал изоляции корня.
3. Схема алгоритма отделения корней.
4. Схемы алгоритмов уточнения корней методами половинного деления, хорд, касательных и простой итерации.
5. Результаты вычислений по п.2.4 и п.2.5.
6. Выводы по работе, содержащие анализ полученных результатов.
4. Контрольные вопросы
1. Какие уравнения называются нелинейными?
2. Из каких этапов состоит процесс приближенного решения нелинейных уравнений?
3. Что такое корень уравнения f(x) = 0 и как он определяется графически?
4. Изложите основные методы отделения корней уравнения.
5. Как определяется погрешность вычислений при уточнении корней нелинейных уравнений?
6. При каких условиях можно найти корень уравнения методом половинного деления?
7. Какие требования предъявляются к методам уточнения корней нелинейных уравнений?
8. Определите условия завершения итерационных процессов в методах уточнения корней нелинейных уравнений.
9. Как осуществляется выбор начальных приближений корней в методах хорд, касательных и простой итерации?
10. Почему метод хорд является более быстрым, чем метод половинного деления?
11. Проведите сравнение методов уточнения корней уравнений по скорости сходимости, универсальности и сложности реализации.
12. Каким образом изменяются характеристики метода Ньютона при использовании расчетной формулы (7)?
13. Поясните геометрический смысл метода простой итерации.
14. Сформулируйте условия сходимости метода простой итерации.
5. Исходные данные
|
№ |
Нелинейное уравнение |
Интервал изоляции корня |
|
1 |
x2 – 5sin x = 0 |
[1,5; 3,14] |
|
2 |
ex – 10 x = 0 |
[0; 1] |
|
3 |
sin x – x = -0,15 |
[0,5; 1] |
|
4 |
|
[2; 3] |
|
5 |
0,1x2 – x ln x = 0 |
[1; 2] |
|
6 |
x – 1,25 ln x = 1,25 |
[19,5;21,2] |
|
7 |
0,1 sin x + x3 = 1 |
[0,8; 1,0] |
|
8 |
ex – x = 1,25 |
[0,61; 0,67] |
|
9 |
sin x – 2 x = 0,5 |
[0,4; 0,5] |
|
10 |
ex – 2 (x – 1)2 = 0 |
[0; 1] |
Лабораторная работа № 11
Интерполирование функций
Цель работы: изучение и сравнительный анализ методов интерполяции функций; практическое решение задач интерполяции на ЭВМ.
