Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
40
Добавлен:
15.04.2015
Размер:
1.2 Mб
Скачать

ИСТОМИН Е.П., НЕКЛЮДОВА С.А., СЛЕСАРЕВА Л.С. Учебное пособие

13

14

15

16

17

18

19

20

x 3

x2 2

ex e x

2

ex e x

ex e x

ex e x

ex e x

3x cos(x)

x e x2

1 x cos x

1

 

1 x

 

ln

 

 

2

 

 

1 x

-4

4

-

0.5

-2

2

-

0.2

-3

3

-

0.5

-3

3

-

0.5

0

10

-

0.5

-2

2

-

0.2

-1

4

-

0.25

-1

1

-

0.1

 

 

 

 

Примечания.

1.При создании программы F(x) оформить в виде отдельной функции.

2.Для расчетов использовать следующие формулы:

h

B A

; X

i

A i h;Y

F(X

i

);i 0,1,2,...,n -1.

 

 

n 1

i

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Учесть и программно обработать особые точки, в том числе возможные раз-

рывы функции F(x).

4. По указанию преподавателя табулировать не только функцию, но и ее первую производную F (x) . Вычисление производной можно осуществлять либо по аналитической формуле, либо с помощью формул численного дифференци-

рования [21].

41

ИСТОМИН Е.П., НЕКЛЮДОВА С.А., СЛЕСАРЕВА Л.С. Учебное пособие

5.ИНТЕРПОЛИРОВАНИЕФУНКЦИИ

Втабл. 3 приведены значения функции, заданной в форме таблицы { Xi ,Yi /i 0,1,2,3} для каждого из вариантов. Цель лабораторной работы: практиче-

ское освоение методов линейной интерполяции и интерполяции полиномом Ла-

гранжа [21]. Требуется найти приближение функции F(X*j )для трех значений ар-

гумента { X*j / j 1,3 }.

Отчет по лабораторной работе должен включать следующие разделы:

1. Математическая формулировка задачи построения аналитического приближения таблично заданной функции и вычисления ее значения в точках {

X*j / j 1,3 }.

2.Таблица имен и алгоритм в графическом виде (структурограмма, или блок схема).

3.Программа на языке Паскаль.

4.Таблица результатов вычислений функции в указанных в соответст-

вующем варианте точках { X*j / j 1,3 }.

Метод интерполяции \ аргументы

X1*

X2*

X3*

 

 

 

 

Линейная интерполяция

 

 

 

Полином Лагранжа

 

 

 

5. График на миллиметровке. На графике отметить: узлы интерполяции, линейное приближение, приближение полиномом и найденные значения функции.

 

 

 

 

Таблица 3

 

 

 

 

 

Вариант

I

Xi

Yi F(Xi )

Аргументы X*j

 

 

 

 

 

0

0

0,400

1,889

0,550

 

1

0,700

2,144

1,100

 

2

1,600

2,499

2,200

 

3

3,100

1,542

 

1

0

0,400

1,889

0,410

 

1

0,420

1,908

0,450

 

2

0,480

1,962

0,510

 

3

0,580

2,048

 

 

 

 

2

0

0,400

1,889

0,415

 

1

0,430

1,917

0,495

 

2

0,520

1,997

0,610

 

3

0,670

2,121

 

42

ИСТОМИН Е.П., НЕКЛЮДОВА С.А., СЛЕСАРЕВА Л.С. Учебное пособие

Продолжение таблицы 3

Вариант

I

Xi

Yi F(Xi )

Аргументы X*j

3

0

0,400

1,889

0,420

 

1

0,440

1,926

0,510

 

2

0,560

2,031

0,620

 

3

0,760

2,189

 

4

0

0,400

1,889

0,425

 

1

0,450

1,935

0,510

 

2

0,600

2,065

0,720

 

3

0,850

2,251

 

 

 

 

5

0

0,400

1,889

0,430

 

1

0,460

1,944

0,510

 

2

0,640

2,097

0,810

 

3

0,940

2,308

 

6

0

0,400

1,889

0,435

 

1

0,470

1,953

0,510

 

2

0,680

2,129

0,812

 

3

1,030

2,357

 

7

0

0,400

1,889

0,440

 

1

0,480

1,962

0,621

 

2

0,720

2,159

0,945

 

3

1,120

2,400

 

8

0

0,400

1,889

0,445

 

1

0,490

1,971

0,655

 

2

0,760

2,189

1,055

 

3

1,210

2,436

 

 

 

 

9

0

0,400

1,889

0,450

 

1

0,500

1,979

0,745

 

2

0,800

2,217

0,115

 

3

1,300

2,462

 

10

0

0,400

1,889

0,455

 

1

0,510

1,988

0,745

 

2

0,840

2,245

1,155

 

3

1,390

2,484

 

11

0

0,400

1,889

0,460

 

1

0,520

1,997

0,745

 

2

0,880

2,271

1,255

 

3

1,480

2,496

 

 

 

 

 

43

ИСТОМИН Е.П., НЕКЛЮДОВА С.А., СЛЕСАРЕВА Л.С. Учебное пособие

Продолжение таблицы 3

Вариант

I

Xi

Yi F(Xi )

Аргументы X*j

12

0

0,400

1,889

0,465

 

1

0,530

2,006

0,754

 

2

0,920

2,296

1,255

 

3

1,570

2,500

 

13

0

0,400

1,889

0,470

 

1

0,540

2,014

0,755

 

2

0,960

2,319

0,135

 

3

1,660

2,496

 

14

0

0,400

1,889

0,475

 

1

0,550

2,023

0,755

 

2

1,000

2,341

1,364

 

3

1,750

2,484

 

15

0

0,400

1,889

0,480

 

1

0,560

2,031

0,865

 

2

1,040

2,362

1,468

 

3

1,840

2,464

 

16

0

0,400

1,889

0,485

 

1

0,570

2,040

0,859

 

2

1,080

2,382

1,687

 

3

1,930

2,436

 

17

0

0,400

1,889

0,490

 

1

0,580

2,048

0,955

 

2

1,120

2,400

1,645

 

3

2,020

2,401

 

18

0

0,400

1,889

0,495

 

1

0,590

2,056

0,855

 

2

1,160

2,417

1,755

 

3

2,110

2,358

 

19

0

0,400

1,889

0,500

 

1

0,600

2,065

1,055

 

2

1,200

2,432

1,875

 

3

2,200

2,308

 

44

ИСТОМИН Е.П., НЕКЛЮДОВА С.А., СЛЕСАРЕВА Л.С. Учебное пособие

Продолжение таблицы 3

Вариант

 

I

Xi

Yi F(Xi )

 

Аргументы X*j

20

 

0

0,400

1,889

 

 

0,505

 

 

1

0,610

2,073

 

 

0,845

 

 

2

1,240

2,446

 

 

1,985

 

 

3

2,290

2,252

 

 

 

21

 

0

0,400

1,889

 

 

0,510

 

 

1

0,620

2,081

 

 

0,895

 

 

2

1,280

2,458

 

0,1955

 

 

3

2,380

2,190

 

 

 

22

 

0

0,400

1,889

 

 

0,515

 

 

1

0,630

2,089

 

 

1,054

 

 

2

1,320

2,469

 

 

2,255

 

 

3

2,470

2,122

 

 

 

23

 

0

0,400

1,889

 

 

0,520

 

 

1

0,640

2,097

 

 

0,115

 

 

2

1,360

2,478

 

 

2,255

 

 

3

2,560

2,049

 

 

 

24

 

0

0,400

1,889

 

 

0,525

 

 

1

0,650

2,105

 

 

0,995

 

 

2

1,400

2,485

 

 

2,235

 

 

3

2,650

1,972

 

 

 

25

 

0

0,400

1,889

 

 

0,530

 

 

1

0,600

2,113

 

 

1,125

 

 

2

1,440

2,491

 

 

2,355

 

 

3

2,740

1,891

 

 

 

В табл. 3 приняты следующие обозначения: I – номер узла, Xi

- точка с

номером I на оси X, Yi

- значение неизвестной функции F(Xi )

в точке

Xi . Вели-

чина X*j определяет набор точек ( j = 1, 2, 3), для которых решается задача интерполяции.

45

ИСТОМИН Е.П., НЕКЛЮДОВА С.А., СЛЕСАРЕВА Л.С. Учебное пособие

6.ВЫБОР И НАХОЖДЕНИЕПАРАМЕТРОВ ЭМПИРИЧЕСКОЙ ФОРМУ-

ЛЫ

В этой лабораторной работе изучаются приемы построения эмпирических формул Y fi (A,B,X) для нелинейных зависимостей. Для каждого из вари-

антов заданий (см. табл. 4) требуется выбрать одну (или несколько) из эмпирических формул, приведенных в [17,21], и найти оптимальные (по критерию наименьшей суммы квадратов отклонения Ф) для нее параметры A и B. Отчет по лабораторной работе должен включать следующие разделы:

1. Математическая формулировка задачи выбора эмпирической зависимости и нахождения оптимальных параметров A и B.

2. Таблица имен и алгоритм в графическом виде (структурограмма, или блок схема).

3. Программа на языке Паскаль.

4. Таблица результатов вычислений в соответствии со следующим шаб-

лоном.

 

 

Эмпирическая

 

 

A

 

B

 

 

Ф

 

Примечание

 

п/п

 

формула

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Y A X B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. График на миллиметровке. На графике отметить: известные

 

значения (Xi ,Yi ) и график найденной эмпирической функции.

Таблица 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

 

1

 

2

3

 

4

 

 

5

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

Значение функции Y(X)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

2.000

 

0.276

0.500

 

1.761

 

0.054

 

4.000

 

0.6

 

2.020

 

0.294

0.495

 

1.798

 

0.076

 

3.367

 

0.7

 

2.040

 

0.313

0.490

 

1.829

 

0.102

 

2.914

 

0.8

 

2.060

 

0.334

0.485

 

1.855

 

0.131

 

2.575

 

0.9

 

2.080

 

0.356

0.481

 

1.879

 

0.164

 

2.311

 

1.0

 

2.100

 

0.380

0.476

 

1.900

 

0.200

 

2.100

 

1.1

 

2.120

 

0.405

0.472

 

1.919

 

0.240

 

1.927

 

1.2

 

2.140

 

0.432

0.467

 

1.936

 

0.283

 

1.783

 

1.3

 

2.160

 

0.461

0.463

 

1.952

 

0.329

 

1.662

 

1.4

 

2.180

 

0.491

0.459

 

1.967

 

0.379

 

1.557

 

1.5

 

2.200

 

0.524

0.455

 

1.981

 

0.432

 

1.476

 

1.6

 

2.220

 

0.559

0.450

 

1.994

 

0.488

 

1.387

 

1.7

 

2.240

 

0.596

0.446

 

2.006

 

0.548

 

1.318

 

1.8

 

2.260

 

0.653

0.442

 

2.018

 

0.611

 

1.256

 

1.9

 

2.280

 

0.677

0.439

 

2.028

 

0.677

 

1.200

 

2.0

 

2.300

 

0.722

0.435

 

2.039

 

0.746

 

1.150

 

46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСТОМИН Е.П., НЕКЛЮДОВА С.А., СЛЕСАРЕВА Л.С. Учебное пособие

Продолжение таблицы 4

Вариант

7

 

8

 

9

 

10

 

11

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

Значение функции Y(X)

 

 

 

0.5

0.552

 

0.526

 

1.423

 

0.123

 

3.800

 

0.263

 

 

 

 

 

0.6

0.550

 

0.515

 

1.496

 

0.168

 

3.233

 

0.309

0.7

0.580

 

0.505

 

1.557

 

0.218

 

2.829

 

0.354

0.8

0.612

 

0.495

 

1.611

 

0.274

 

2.529

 

0.396

0.9

0.645

 

0.485

 

1.652

 

0.334

 

2.289

 

0.437

1.0

0.680

 

0.476

 

1.700

 

0.400

 

2.100

 

0.476

1.1

0.717

 

0.467

 

1.738

 

0.470

 

1.945

 

0.514

1.2

0.756

 

0.459

 

1.773

 

0.545

 

1.817

 

0.550

1.3

0.797

 

0.450

 

1.805

 

0.625

 

1.708

 

0.586

1.4

0.841

 

0.442

 

1.835

 

0.709

 

1.614

 

0.619

1.5

0.887

 

0.435

 

1.862

 

0.797

 

1.533

 

0.652

1.6

0.935

 

0.427

 

1.888

 

0.889

 

1.462

 

0.684

1.7

0.986

 

0.420

 

1.912

 

0.986

 

1.400

 

0.714

1.8

1.040

 

0.413

 

1.935

 

1.086

 

1.344

 

0.744

1.9

1.096

 

0.407

 

1.957

 

1.191

 

1.295

 

0.772

2.0

1.156

 

0.400

 

1.977

 

1.300

 

1.250

 

0.800

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 4

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

13

 

14

 

15

 

16

 

17

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

Значение функции Y(X)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

0.556

 

1.084

 

0.212

 

3.600

 

0.278

 

1.800

0.6

0.538

 

1.194

 

0.279

 

3.100

 

0.323

 

1.860

0.7

0.521

 

1.286

 

0.351

 

2.743

 

0.365

 

1.920

0.8

0.505

 

1.366

 

0.429

 

2.475

 

0.484

 

1.980

0.9

0.490

 

1.437

 

0.512

 

2.267

 

0.441

 

2.040

1.0

0.476

 

1.500

 

0.600

 

2.100

 

0.476

 

2.100

1.1

0.463

 

1.557

 

0.692

 

1.964

 

0.509

 

2.160

1.2

0.450

 

1.609

 

0.789

 

1.650

 

0.541

 

2.220

1.3

0.439

 

1.657

 

0.889

 

1.754

 

0.570

 

2.280

1.4

0.427

 

1.782

 

0.994

 

1.641

 

0.598

 

2.348

1.5

0.417

 

1.743

 

0.162

 

1.609

 

0.625

 

2.400

1.6

0.407

 

1.782

 

1.214

 

1.537

 

0.650

 

2.460

1.7

0.397

 

1.818

 

1.330

 

1.482

 

0.675

 

2.520

1.8

0.386

 

1.853

 

1.049

 

1.433

 

0.698

 

2.580

1.9

0.379

 

1.885

 

1.571

 

1.389

 

0.720

 

2.640

2.0

0.370

 

1.916

 

1.697

 

1.350

 

0.741

 

2.700

47

ИСТОМИН Е.П., НЕКЛЮДОВА С.А., СЛЕСАРЕВА Л.С. Учебное пособие

Продолжение таблицы 4

Вариант

19

20

21

22

23

24

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

Значение функции Y(X)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

0.745

0.325

3.490

0.294

1.700

0.912

0.6

0.891

0.412

2.967

0.337

1.760

0.936

0.7

1.015

0.502

2.657

0.376

1.860

0.961

0.8

1.121

0.599

2.425

0.412

1.940

0.967

0.9

1.216

0.696

2.244

0.446

2.220

1.013

1.0

1.300

0.800

2.100

0.475

2.100

1.040

1.1

1.375

0.906

1.982

0.505

2.180

1.068

1.2

1.446

1.014

1.883

0.531

2.240

1.096

1.3

1.510

1.125

1.800

0.556

2.340

1.125

1.4

1.569

1.239

1.729

0.579

2.420

1.155

1.5

1.624

1.355

1.667

0.600

2.500

1.186

1.6

1.676

1.474

1.612

0.620

2.580

1.217

1.7

1.724

1.595

1.565

0.639

2.660

1.250

1.8

1.770

1.718

1.522

0.657

2.740

1.283

1.9

1.813

1.843

1.484

0.674

2.820

1.317

2.0

1.855

1.970

1.450

0.690

2.900

1.352

 

 

 

 

Продолжение таблицы 4

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

25

26

27

28

29

30

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

Значение функции Y(X)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

0.467

3.200

0.313

1.600

1.049

0.625

0.6

0.570

2.833

0.353

1.700

1.059

0.560

0.7

0.675

2.571

0.389

1.800

1.069

0.556

0.8

0.782

2.375

0.421

1.900

1.079

0.526

0.9

0.891

2.222

0.450

2.000

1.090

0.500

1.0

1.000

2.100

0.476

2.100

1.100

0.476

1.1

1.111

2.000

0.500

2.200

1.111

0.455

1.2

1.122

1.917

0.522

2.300

1.121

0.435

1.3

1.355

1.846

0.542

2.400

1.132

0.417

1.4

1.448

1.786

0.560

2.500

1.143

0.400

1.5

1.562

1.733

0.577

2.600

1.154

0.385

1.6

1.677

1.687

0.593

2.700

1.165

0.370

1.7

1.793

1.647

0.607

2.800

1.176

0.357

1.8

1.609

1.611

0.621

2.900

1.187

0.345

1.9

2.026

1.579

0.633

3.000

1.199

0.333

2.0

2.144

1.550

0.645

3.100

1.210

0.323

48

 

 

 

 

 

 

ИСТОМИН Е.П., НЕКЛЮДОВА С.А., СЛЕСАРЕВА Л.С. Учебное пособие

7.ПРИБЛИЖЕННОЕ ВЫЧИСЛЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ИНТЕГРАЛОВ

Цель лабораторной работы состоит в изучении и практическом освоении численных методов вычисления определенных интегралов и программирование методов на ЭВМ. В табл. 5 для каждого из вариантов указаны: подынтегральная функция f(x), верхний A и нижний B пределы интегрирования, начальное число

(N) равных частей деления отрезка [A, B], оценка точности вычисленного значения и метод вычисления [21]. Отчет по лабораторной работе должен включать следующие разделы:

1.Математическая формулировка задачи вычисления определенного интеграла с помощью указанной квадратурной формулы.

2.Таблица имен и алгоритм в графическом виде (структурограмма, или блок схема).

3.Программа на языке Паскаль.

4.Результаты вычислений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

 

Предел

 

 

Метод

Подынтегральная функция f(x)

интегриро-

N

 

вычисления

 

 

вания

 

 

 

 

 

 

A

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(x

2

+ 0.500)

-1

0,0

0,45

3

10

Левых прямо-

 

 

угольников

 

 

 

 

 

 

 

2

(3.300x3-2.550x2 +0.750x+0.400) -1

0,0

0,45

3

10 4

Трапеций

3

(3.250x3-2.500x2+0.800x+0.450) -1

0,0

0,60

4

10 6

Симпсона

4

(3.200x3-2.450x2+0.850x+0.500) -1

0,0

0,45

3

10 3

Правых прямо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

угольников

5

(3.150x3-2.400x2+0.900x+0.550) -1

0,0

0,45

3

10 6

Ньютона

6

(3.100x3-2.350x2+0.950x+0.600) -1

0,0

0,45

3

10 4

Трапеций

7

(3.050x3-2.300x2+1.000x+0.650) -1

0,0

0,60

4

10 6

Симпсона

8

(3.000x3-2.250x2+1.050x+0.700) -1

0,0

0,45

3

10 4

Центральных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прямоугольников

9

(2.950x3-2.200x2+1.100x+0.750) -1

0,0

0,45

3

10 6

Ньютона

10

(2.900x3-2.150x2+1.150x+0.800) -1

0,0

0,45

3

10 4

Трапеций

11

(2.850x3-2.100x2+1.200x+0.850) -1

0,0

0,60

4

10 6

Симпсона

12

(2.800x3-2.050x2+1.250x+0.900) -1

0,0

0,45

3

10 3

Правых прямо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

угольников

13

(2.750x3-2.000x2+1.300x+0.950) -1

0,0

0,45

3

10 6

Ньютона

14

(2.700x3-1.950x2+1.350x+1.000) -1

0,0

0,45

3

10 4

Трапеций

15

(2.650x3-1.900x2+1.400x+1.050)-1

0,0

0,60

4

10 6

Симпсона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49

 

ИСТОМИН Е.П., НЕКЛЮДОВА С.А., СЛЕСАРЕВА Л.С.

Учебное пособие

 

 

 

 

 

 

 

16

(2.600x3-1.850x2+1.450x+1.100) -1

0,0

0,45

3

10 3

Левых прямо-

 

 

 

 

 

 

угольников

17

(2.550x3-1.800x2+1.500x+1.150) -1

0.0

0.45

3

10 6

Ньютона

18

(2.500x3-1.750x2+1.550x+1.200) -1

0.0

0.45

3

10 4

Трапеций

19

(2.450x3-1.700x2+1.600x+1.250) -1

0.0

0.60

4

10 6

Симпсона

20

(2.400x3-1.650x2+1.650x+1.300) -1

0.0

0.45

3

10 3

Правых прямо-

 

 

 

 

 

 

угольников

21

(2.350x3-1.600x2+1.700x+1.350) -1

0.0

0.45

3

10 6

Ньютона

22

(2.300x3-1.550x2+1.750x+1.400) -1

0.0

0.45

3

10 4

Трапеций

23

(2.250x3-1.500x2+1.800x+1.450) -1

0.0

0.60

4

10 6

Симпсона

24

(2.200x3-1.450x2+1.850x+1.500) -1

0.0

0.45

3

10 4

Центральных

 

 

 

 

 

 

прямоугольников

25

(2.150x3-1.400x2+1.900x+1.550) -1

0.0

0.45

3

10 6

Ньютона

Примечание. Квадратурные формулы описаны в [21]

50

Соседние файлы в папке Лабораторные по информатике