1 семестр / Математический Анализ / Кучеренко_08
.docxУпражнение 1. Для функции создать M-File, вычисляющий приращение функции в точке при приращениях аргумента С помощью вызова M-File вычислить приращения функции в точках при приращениях от 0 до 1 с шагом 0.1.
syms x
x=const
dx=0:0.1:1
df=(x+dx).^2-(x)^2
>> const=0
>> tony
x =
0
dx =
Columns 1 through 8
0 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000
Columns 9 through 11
0.8000 0.9000 1.0000
df =
Columns 1 through 8
0 0.0100 0.0400 0.0900 0.1600 0.2500 0.3600 0.4900
Columns 9 through 11
0.6400 0.8100 1.0000
>> const=2;
>> tony
x =
2
dx =
Columns 1 through 8
0 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000
Columns 9 through 11
0.8000 0.9000 1.0000
df =
Columns 1 through 8
0 0.4100 0.8400 1.2900 1.7600 2.2500 2.7600 3.2900
Columns 9 through 11
3.8400 4.4100 5.0000
>> const=-9
>> tony
x =
-9
dx =
Columns 1 through 8
0 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000
Columns 9 through 11
0.8000 0.9000 1.0000
df =
Columns 1 through 8
0 -1.7900 -3.5600 -5.3100 -7.0400 -8.7500 -10.4400 -12.1100
Columns 9 through 11
-13.7600 -15.3900 -17.0000
Упражнение 2. Создать функцию, вычисляющую приращения функции в точке 1 при различных приращениях аргумента. Вычислить приращения функции при приращениях аргумента от -0.5 до 0.5 с шагом 0.05.
function f=myfun1(x)
dx=-0.5:0.05:0.5;
f=1./(x+dx)-1./x;
>> tony(1)
ans =
Columns 1 through 8
1.0000 0.8182 0.6667 0.5385 0.4286 0.3333 0.2500 0.1765
Columns 9 through 16
0.1111 0.0526 0 -0.0476 -0.0909 -0.1304 -0.1667 -0.2000
Columns 17 through 21
-0.2308 -0.2593 -0.2857 -0.3103 -0.3333
Упражнение 3. Создать функцию, зависящую от точки и приращения заданного массивом, вычисляющую отношение приращения функции к приращению аргумента для функции . Вычислить отношение приращения функции к приращению аргумента для каждой из точек 1; 0,5; 2 при приращениях аргумента 0,1; 0,01; 0,001.
function f=myfun1(x,dx)
f=(sqrt(x+dx)-sqrt(x))./dx;
>> y1=tony(1,[0.1 0.01 0.001])
y1 =
0.4881 0.4988 0.4999
>> y1=tony(0.5,[0.1 0.01 0.001])
y1 =
0.6749 0.7036 0.7068
>> y1=tony(2,[0.1 0.01 0.001])
y1 =
0.3492 0.3531 0.3535
Упражнение 4. Создать функцию, зависящую от функции, точки и приращения, вычисляющую отношение приращения функции к приращению аргумента. Вычислить значения этой функции в точках 1, 2, при приращениях аргумента 0,001, для функций
1)
function f=tony(fname,x,dx)
pr=((nthroot(feval(fname,x+dx),3)-nthroot(feval(fname,x),3))./dx)
function z=tony(x)
z=x;
>> tony('tony2',1,[-0.001 0.001])
pr =
0.3334 0.3332
>> tony('tony2',2,[-0.001 0.001])
pr =
0.2100 0.2100
>> tony('tony2',-3,[-0.001 0.001])
pr =
0.1602 0.1603
2)
function f=tony(fname,x,dx)
pr=(2.^(feval(fname,x+dx))-2.^(feval(fname,x)))./dx
function z=tony(x)
z=x;
>> tony('tony2',1,[-0.001 0.001])
pr =
1.3858 1.3868
>> tony('tony2',2,[-0.001 0.001])
pr =
2.7716 2.7735
>> tony('tony2',-3,[-0.001 0.001])
pr =
0.0866 0.0867
3)
function f=tony(fname,x,dx)
pr=(sin(feval(fname,x+dx)).^5-sin(feval(fname,x)).^5)./dx
function z=tony(x)
z=1./x;
>> tony('tony2',1,[-0.001 0.001])
pr =
-1.3565 -1.3524
>> tony('tony2',2,[-0.001 0.001])
pr =
-0.0580 -0.0579
>> tony('tony2',-3,[-0.001 0.001])
pr =
-0.0060 -0.0060
Упражнение 5. Создать функцию, зависящую от функции и точки, вычисляющую значение производной функции в точке по определению. Для функций и точек из упражнения 4 вычислить значения производных. Заполнить таблицу, вставив вместо упр4 и упр5 результаты соответствующих упражнений.
|
|||
0.3334 0.3332 |
1.3858 1.3868 |
-1.3565 -1.3524 |
|
0.3333 |
1.3863 |
0 |
|
0.2100 0.2100 |
2.7716 2.7735 |
-0.0580 -0.0579 |
|
0.2100 |
2.7726 |
0.1607 |
|
0.1602 0.1603 |
0.0866 0.0867 |
-0.0060 -0.0060 |
|
0.1602 |
0.0866 |
0.0595 + 0.1701i |
____________________________________
function f=tony(fname,y,dx)
nthroot(feval(fname,y+dx),3)-nthroot(feval(fname,y),3)
______________________________________________________________
Упражнение 6. Вычислить производные следующих функций
а) б) в)
и их значения в точке
a) y=diff('(arctg(x^(1/2)))^2',x,1)
y =
(arctg(x^(1/2))*D(arctg)(x^(1/2)))/x^(1/2)
>> subs(y,0.5)
ans =
2^(1/2)*arctg(2^(1/2)/2)*D(arctg)(2^(1/2)/2)
б) >> y=diff('3^arcsin(x^2)',x,1)
y =
(2*3^asin(x^2)*x*log(3))/(1 - x^4)^(1/2)
>> subs(y,0.5)
ans =
1.4977
в) y=diff('(log3(x^2+1))/(arccos(sin(x)))^3',x,1)
y =
(2*x*D(log3)(x^2 + 1))/acos(sin(x))^3 + (3*log3(x^2 + 1)*cos(x))/(acos(sin(x))^4*(1 - sin(x)^2)^(1/2))
>> subs(y,0.5)
ans =
D(log3)(5/4)/(pi/2 - 1/2)^3 + (3*cos(1/2)*log3(5/4))/((pi/2 - 1/2)^4*(1 - sin(1/2)^2)^(1/2))
Упражнение 7. Создать файл-функцию для построения касательной к графику функции в точке. Входными аргументами функции являются строка с символическим представлением функции одной переменной х и числовое значение абсциссы точки в которой следует провести касательную. Файл-функции выводит в одном графическом окне графики функции и касательной к ней в заданной точке на промежутке Алгоритм файл-функции включает:
-
Определение символической функции по строке при помощи sym/
-
Нахождение производной.
-
Формирование символического выражения для касательной и подстановки в него значения производной, абсциссы и ординаты точки, в которой проводится касательная.
Построить касательной к графикам функций в точке
а) б)
function f=kasa(fu,x0)
syms x;
y=sym(fu);
y1=diff(y,x,1);
z=subs(y,x0)+subs(y1,x0)*(x-x0);
Ux=[x0-1 x0+1];
ezplot(y);
hold on;grid on; axis equal; axis([-10 10 -10 10]);
plot(Ux,subs(z,Ux),'-r');
-
kasa((cos(3*x))^3,pi/4)
б) kasa(exp(2*x),1)