Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебники / [Филяев К.Ю.] Математические задачи энергетики

.pdf
Скачиваний:
326
Добавлен:
08.06.2015
Размер:
2.82 Mб
Скачать

1.4.3.5.

, -

(1.15). , -

 

 

 

1

æi−1

 

 

 

n

 

 

 

*

 

* (k −1)

 

 

ö

 

 

 

&

(k)

 

ç

åy

 

& (k)

+ å y

 

&

(k −1)

 

 

 

 

&

÷

 

 

(1.42)

U

i

=

y

 

ç

ij

U

j

ij

U

j

+ Si /

3 Ui + y

 

U

, i =1,n.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

÷

 

 

 

 

 

ii è j=1

 

 

 

j=i+1

 

 

 

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

(1.42)

-

. 2n.

(1.42)

, . 1.3.2.2. .1.4.3.3.

[1.6].

1.4.3.6.

[1.2, . III, §1; 1.3, . IV, §§1, 3] -

( ).

– . , -

,

2...5 .

,

( ).

f (x) = 0.

(1.43)

f(x) –

(1.43) – *, f( ) ( . 1.10).

61

. 1.10.

f(x) (0)

f (x(0) ) + f ' (x(0) )(x − x(0) ) = 0.

(1.44)

(1.44) x(0) -

(0):

x(0) = x − x(0) = −f (x(0) )/ f ' (x(0) ).

(1)

x(1) = x(0) + x(0) .

(2) :

x(2) = x(1) + x(1) = x(1) − f (x(1) ) / f ' (x(1) ),

.

k+1

x(k+1) = x(k) + x(k) = x(k) − f (x(k) )/ f ' (x(k) ).

f (x(k) ) ≤ ε,

62

– .

-

,

 

 

 

 

éf1(x1,x2 ,xK,xn )ù

 

 

 

 

ê

 

ú

 

 

 

 

 

 

 

= êf2

(x1,x2 ,xK,xn )

ú =

 

= 0,] i =

 

 

 

 

 

 

 

[fi (X)

(1.45)

F(X)

1,n.

ê

L

ú

 

 

 

 

 

f(x ,x ,x ,x )ú

ën 1 2 K n û

F(X) – , X – 1, 2, …, n.

fi(x) (1.45) -

X(k) :

 

 

 

 

 

 

 

 

(k)

 

 

 

fi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(k)

 

fi

 

 

 

 

 

 

(k)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fi (X

 

 

 

 

 

) +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x1

- x1

+

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2 - x2

+

 

 

 

 

 

x1

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

=

X

(k)

 

 

 

 

X

=

X

(k)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(xn - xn(k)

= 0.

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

=

 

 

(k)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.45)

 

 

 

 

 

(k) ) + W(X

(k) )(X

-

 

(k) ) = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.46)

F(X

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W(X(k) ) – ( ),

 

 

é ¶f1

 

f1

L

f1 ù

 

 

ê

 

 

 

 

 

 

ú

 

 

 

 

x

 

x

2

x

n

 

ê

 

1

 

 

 

 

f

ú

 

 

 

 

 

 

ê

f2

 

f2

 

2

ú

 

 

 

 

W(X(k)) = ê¶x

 

x

 

L x

 

ú

 

 

 

 

ê

 

1

 

 

 

2

L

 

n

ú

 

 

 

 

ê

f

 

 

f

 

 

f

 

ú

 

 

 

 

n

 

n

 

n

 

 

 

 

ê

 

 

 

L

 

ú

 

 

 

(k )

 

 

 

 

 

 

 

ê

x

 

x

2

x

n

ú

X = X

ë

 

1

 

 

 

 

 

û

.

X(k+1)

 

(k+1) =

 

(k) + D

 

(k ) .

(1.47)

X

X

X

DX(k) (1.46),

 

 

(k) )D

 

(k) = -

 

 

 

(k) ).

(1.48)

W(X

X

F(X

63

 

(k) )

 

£ e.

(1.49)

 

 

 

 

F(X

. 1.11.

. 1.11.

.

ì

2

 

2

=1

ïx1

+ x2

í

 

- x

 

= 0,

ïx3

2

î

1

 

 

:

64

 

(0)

é0,5ù

X

 

= ê

ú, = 0,1.

 

 

ë0,5û

. (1.45):

 

 

 

éf1 ù

é

 

2

 

2

ù

 

 

 

 

= ê

x1

+ x2

-1

= 0.

F(X) = ê

f

 

ú

 

3

- x

 

ú

ë

2

û

êx

 

ú

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

û

 

é ¶f1

 

f1

ù

 

 

 

 

ê

 

 

 

ú

é2x1 2x2 ù

x

x

W(X) = ê

f21

f22

ú = ê3x

2

-1

ú .

ê

 

 

 

ú

ë

1

 

û

ê

x1

x2

ú

 

 

 

 

ë

û

 

 

 

 

W(X(0) )DX(0) = -F(X(0) ) :

é 2 × 0,5 2

× 0,5ù

é

D

(0)

ù

é 2

 

2

 

 

ú = -ê0,5

+ 0,5

 

ê

2

-1

ú

ê

 

x1

 

ë2 × 0,5

 

û

êDx(0)

ú

ë

0,53

- 0,5

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

2

û

 

 

 

é 1

1 ù

é

D

(0) ù

 

é

0,5

ù

 

 

 

ê

ú

ê

x1

ú

= ê

 

ú ;

 

 

ë0,75

-1û

êDx

(0) ú

 

ë0,375û

 

 

 

 

 

ë

 

2

û

 

 

 

 

 

 

 

-1ù

ú;

û

ì

(0)

+ 1

(0)

= 0,5

ï1

× Dx1

× Dx2

í

 

 

-1× Dx(0)

= 0,375;

ï0,75 × Dx(0)

î

 

1

 

2

 

DX(0) = éDx1(0)ù = é0,5ù . êêëDx(20)úúû êë 0 úû

X(1)

 

 

 

(1)

 

 

 

(0)

 

 

(0)

 

 

é0,5ù

é0,5ù

 

é 1 ù

X

 

X

+ DX

 

 

 

 

 

=

 

 

= ê

ú

+ ê

ú

=

ê

ú.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë0,5û

ë

0 û

 

ë0,5û

 

 

(1)

X

 

 

 

 

 

(1)

 

 

é

2

+ 0,5

2

 

ù

é0,25ù

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(X

 

) = ê

 

- 0,5

 

ú

= ê

0,5

ú.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

û

ë

û

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(X(1) ) > e , .

65

:

W(X(1) )DX(1) = -F(X(−1) ) ;

é 2 ×1

 

2 × 0,5ù éD

 

 

(1)

ù

 

é0,25ù

;

 

 

ê

 

 

 

 

 

 

2

 

 

-1

ú

 

ê

 

 

x1

ú = -ê

ú

 

 

ë3 ×1

 

 

û

 

êDx(1)

ú

 

ë

0,5 û

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

2

û

 

 

 

 

 

 

 

ì

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

 

(1)

= -0,25

 

 

 

 

 

ï2 × Dx1

 

+1× Dx2

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1× Dx

 

 

 

 

= -0,5;

 

 

 

 

 

ï3× Dx(1)

(1)

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

éD

 

(1)

ù

 

 

é- 0,15ù

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DX

= ê

 

x1

ú =

ê

 

0,05

ú;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

êDx

(1)

ú

 

 

ë

 

û

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

2

û

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

(1)

 

é 1 ù

 

é- 0,15ù é0,85ù

X

 

X

+ DX

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

=

ê

 

ú

+ ê

ú

= ê

ú;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë0,5û

 

ë 0,05 û

ë0,55û

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

é

 

 

2

 

 

 

 

+ 0,55

2

 

-1ù

é0,03ù

 

F(X

) =

 

 

 

 

 

 

 

< s.

 

ê0,85

 

 

 

 

 

 

 

ú = ê

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë0,853

 

 

 

 

- 0,55

 

û

ë0,06û

 

, , -

: 1 = 0,85; 2 = 0,55.

1.4.3.7.

, (1.45):

 

 

 

 

éf1

 

 

)ù

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ê

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

&

 

 

 

 

 

]i =1,n,

(1.50)

F(U) = ê L ú

= [fi (U) = 0;

 

 

 

 

ê

 

 

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ëfn

(U)û

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U& – U& 1,U& 2 ,KU& n .

i -

:

1) :

66

*

fi (U)& = Si* 3 Ui

n +1

- Y&iiU& i + åY&ijU& j = 0; (1.51)

j=1

j¹i

2) :

 

 

*

 

*

 

n+1

*

 

 

 

 

fi (U) = Si -

3Yii Ui Ui +

3

åYijU j Ui = 0.

(1.52)

&

 

& &

 

&

&

 

 

 

 

 

 

 

j=1

 

 

 

 

 

 

 

 

j¹i

 

 

(1.51) (1.52)

,

Y& U& , n+1.

-

fi (U& ) . fi (U& )

*

U -

*

Ui , (1.51) (1.52),

U& i .

-

-

U' U'' .

(1.51).

fi (U& ) f 'i (U' ,U'' ) f ''i (U', U'')

, :

ì

 

 

 

 

 

 

 

ì*

 

 

 

 

 

 

 

ï

f ' (U',U'' ) = Re S

i

i

í

ï

 

î

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

ïf '' (U' ,U'' ) = ImìSi

ï

i

í

 

ï

 

î

 

î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

ü

- gii Ui'

 

 

3 Ui ý

 

 

 

 

þ

 

 

 

*

ü

- giiUi''

 

 

3 Ui ý

 

 

 

 

þ

 

n +1

- biiU''i + å(gijU'j + bijU''j ) = 0; j=1

j¹i

n +1

- biiUi' + å(gijU'j' - bijU'j) = 0. j=1

j¹i

(1.193)

-

(1.53)

67

 

 

é ¶f '

ê

1

 

U1'

ê

ê

 

 

ê

f '

ê

n

 

U'

ê

 

 

 

1

 

W(U)

= ê- - -

ê

f ''

ê

1

 

 

 

ê ¶U'

ê

1

 

ê

fn''

ê

ê

U'

 

ë

1

 

Lf1'' |

Un

L|

L

 

fn'

 

|

 

Un'

- - -

 

|

- - -

 

 

f ''

 

L

 

1

 

|

Un'

L

 

|

 

fn''

 

L

 

|

 

Un'

 

 

 

 

f '

 

f '

ù

 

 

1

L

 

1

ú

 

U1''

U'n'

 

 

ú

 

 

 

L

 

 

ú

 

f

'

 

f

'

ú

 

n

L

n

ú

 

U''

U''

 

 

ú

 

 

1

 

 

n

 

- - - - - - - - -ú,

 

f

''

 

f ''

ú

 

 

1

L

 

1

ú

 

U''

U''

 

 

ú

 

 

1

L

 

n

ú

 

 

 

 

 

ú

 

fn''

 

fn''

 

L

ú

 

U''

U''

ú

 

 

 

 

1

 

 

n

û

 

 

é

 

'

 

ù

– , U'

,KU'

,U''

,K, U'' .

U = êU

 

 

ú

 

 

êU''

ú

1

n

1

n

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

û

 

 

 

 

( ) -

:

 

'

 

 

 

 

*

fi

 

=

 

ReìSi

 

 

 

 

Ui'

 

Ui'

 

í

 

 

î

 

1

 

ì

 

æ *

 

 

ï

 

=

 

 

 

Reí

 

 

 

ççSi

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

ï

 

*

è

 

 

 

 

î

Ui

 

 

æ

 

*

öü

 

 

 

1

 

 

ì

æ

*

 

 

 

 

 

ç

3 Ui ÷

- g

ii

=

 

 

 

Re

í

 

 

çSi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ç

 

 

÷ý

 

 

3

 

 

' ç

 

è

 

 

øþ

 

 

 

 

î

Ui è

 

*

ö

*

 

ü

 

1

 

ì

æ

*

U

i

ï

 

 

ï

Ui ÷÷

 

ý

- gii =

 

 

 

Reí

 

ççSi

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

ø ¶Ui'

ï

 

ï

*

è

 

 

 

 

 

þ

 

 

 

 

î

Ui

 

 

 

1

ì*

* 2

ü

 

 

ï

 

ï

 

= -

 

 

ReíSi

Ui

ý

- gii ;

 

 

3

 

ï

 

ï

 

 

 

 

î

 

þ

 

*

öü

 

 

 

 

 

Ui ÷÷ý - gii =

 

 

 

 

øþ

 

 

 

 

 

 

* ö

 

 

ü

 

 

'

''

ï

 

 

Ui ÷÷

 

(Ui - jUi

)ý

- gii =

 

 

 

ø ¶Ui'

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

þ

 

'

 

 

 

1

 

 

ì

*

*

ü

 

 

 

 

''

 

1

ì

*

*

 

ü

 

 

 

 

fi

=

 

 

 

ImïS

 

U2 ï

- b

 

 

;

fi

=

ImïS

 

U

2

ï

+ b

 

;

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

ý

 

 

U''

3

í

 

 

i

ý

 

 

ii

 

U'

 

3

í

 

i

i

 

ii

 

 

ï

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

þ

 

 

 

 

 

i

 

 

 

î

 

 

 

 

þ

 

 

 

''

 

 

1

 

 

ì

*

 

*

ü

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fi

 

=

 

 

ReïS

 

 

U2

ï

- g

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

ý

ii

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U''

3

 

í

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

þ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f '

 

 

 

f '

 

 

 

f ''

 

 

 

f '

 

 

 

i

= g

ij

;

i

= b

ij

;

i

= -b

ij

;

i

= g

ij

.

U'j

U''j

U'j

U''j

 

 

 

 

 

 

 

 

68

é b11

- b12

L b1n

ù

ê

 

 

ú

B = ê- b21

b22

L - b2n

ú; G =

ê L

L

L L ú

ê

- bn2 L bnn

ú

ë- bn1

û

D1 =

D2 =

 

 

 

 

 

é

ì *

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

êReíS1

1

 

ê

ï

 

ê

î

 

 

 

 

 

ê

 

3

 

 

 

 

 

 

ê

0

 

 

 

 

 

ê

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

 

 

é

ì *

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

êImíS1

1

 

ê

ï

 

 

ê

î

 

 

 

 

 

 

ê

 

3

 

 

 

 

 

 

ê

0

 

 

 

 

 

ê

ë

*

ü

 

2

ï

0

U1

ý

 

ï

 

 

þ

O

 

 

 

 

ì *

 

 

ï

 

 

ReíSn

 

 

ï

 

 

î

*

ü

 

2

ï

0

U1

ý

 

ï

 

 

þ

O

 

 

 

 

ì *

 

 

ï

 

 

ImíSn

 

 

ï

 

 

î

é g11

- g12

L

g1n

ù

ê

 

g22

L - g2n

ú

ê- g21

ú;

ê L

L

L

L ú

ê

 

 

 

 

ú

ë- gn1 - gn2 L gnn û

 

ù

 

 

 

 

 

ú

 

 

 

 

 

ú

 

 

 

 

 

ú;

 

 

 

 

*

üú

 

 

 

 

2

ïú

 

 

 

 

Un

ý

 

 

 

 

 

ïú

 

 

 

 

 

þû

 

 

 

 

 

ù

 

 

 

 

 

ú

 

 

 

 

 

ú

 

 

 

 

 

ú.

 

 

 

 

*

üú

 

 

 

 

2

ïú

 

 

 

 

Un

ý

 

 

 

 

 

ïú

 

 

 

 

 

þû

 

 

 

 

D1 D2 – .

:

 

 

 

 

 

 

 

 

= Y + D = é- G

- Bù

+

é- D1

D2 ù.

 

 

W(U)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ê B

- Gú

 

ê- D

2

D

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ë

 

 

 

 

û

 

ë

1

û

 

k

æ

 

 

 

 

(k) ö

 

 

 

 

 

(k)

 

 

 

 

 

æ

 

(k) ö

 

 

 

 

(1.54)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WçU

 

 

÷DU

 

 

= -FçU

÷,

 

 

 

 

è

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

è

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

é

 

 

ù

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(U) = ê

 

 

 

 

ú – f1' ,..,fn' , f1'',..,fn''.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ê

 

 

''

ú

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ëF

 

û

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(k+1)

 

 

U

 

 

 

 

(k+1)

=

 

(k) + D

 

(k) .

 

 

 

 

 

 

 

 

U

U

U

 

 

 

 

 

 

DU(k) (1.194)

.

F(U(k) ) £ e.

69

-

. 1.12.

(1.54) ,

,

, ,

. -

.

. 1.12.

70