Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
матан 2 сем.doc
Скачиваний:
10
Добавлен:
07.07.2019
Размер:
1.32 Mб
Скачать
  1. Метод хорд и его обоснование.

Метод итераций.

Итерационная посл: х0 – любое число из обл опред F, хn=F(xn-1).

Утв 1. Если все эл-ты посл принадл [a,b] и {xn} сх-ся к с, то с – корень x=F(x). Д-во. xn а→ и с из [a,b]. F непр→lim F(xn-1)=F(c)→перейти к пределу в хn=F(xn-1).

Утв 2. Если F из C1[с-ɛ,с+ɛ], где с – изолир корень x=F(x), |F'(x)|<=α<1 для всех х из [с-ɛ,с+ɛ]. Тогда для любого х0 из [с-ɛ,с+ɛ] посл {xn} сх-ся к с. Д-во. Фикс х0. |xn-c|=|F(xn-1)-F(c)|=|F’(ξn-1)||xn-1-c|<=α|xn-1-c|<=…<=αn|x0-c|→0.

На практике часто F’>0 или <0.

Изол корень f(x)=0 на [a,b]. f принадл C1[a,b], f’ монотонна. 4 случая: f' невозр(неубыв), f'>0 (<0).

f' неубыв, f'>0. х0=а. экв: х=F(x), F(x)=x- . Итер посл . 1) все xn принадл [a,c]: по индукции: xn из [a,c]→xn-1 из [a,c] (xn=c→xn-1=c; a<= xn<c → xn+1- xn= , a<xnn<c<ξ*n<b. f’ неуб→ xn+1- xn<=c-xn). 2) {xn} неубыв: из возр f. 1,2→по т о монот посл {xn} сх-ся к с→ по утв 1 с=F(c).

Погрешность. f(xn)-f(c)=f’(ξn)(xn-c), f’>=m>0→|xn-c|<=|f(ξn)|/m.

  1. Метод касательных и его обоснование.

Изол корень f(x)=0 на [a,b]. f принадл C1[a,b], f’ монотонна. 4 случая: f' невозр(неубыв), f'>0 (<0).

f' неубыв, f'>0. х0=b. экв: х=F(x), F(x)=x- . Итер посл . 1) все xn принадл [c,b]: по индукции: xn из [c,b]→xn-1 из [c,b] (xn=c→xn-1=c; c<xn → xn - xn+1= <=xn-c, c<ξn<xn. f’ неуб→ xn - xn+1<=xn-c). 2) {xn} невозр: из возр f. 1,2→по т о монот посл {xn} сх-ся к с→ по утв 1 с=F(c).

Погрешность. |xn-c|<=|f(ξn)|/m.

  1. Приближенные методы вычисления определенных интегралов (для одного из методов вывести оценку погрешности).

Встречаются интегралы от функций, первообразные которых не выражаются через элементарные. (или подинтегральные). Приближенные методы: прямоугольников, трапеций и парабол. Описываем, как можем заменить f(x) на константу, линейную или квадратичную функцию.

Усреднение n чисел f(xi): Очевидно, что если f(xi) ограничено, то и с ограничено. Если f(x) непрерывна на [a,b], то есть точка е, где f(e)=c. Однако по формуле средн знач. Разумно выбрав точки аi можно вычисл. интегр. заменить вычисл. суммы.

Прямоуг. f(x) имеет непрерывную вторую производную. Лейбница→R=F(c)-F(-c)-f(0)*2c. Пси(с)=F(c)-F(-c)= ряд маклорена по пси до ''. Пси(0)=F(0)-F(0)=0. Пси’(0)=F’(0)+F’(0)=2f(0). Пси’’(0)=f’(0)-f’(0)=0. Пси’’’(e1)=f’’(e1)+f’’(-e1)=2f’’(e) (усреднение). Пси(с)=F(c)-F(-c)=2f(0)+2 c^3. R= (2c)^3, -c<=e<=c → метод тем точнее, чем меньше 2с.

2n равных частей: ,

Трапеций: непр вторая произв, аналогично , пси и пси' по маклорену до '' ( ) → → первая форм средн знач→ → усреднение→ .

n равных частей:

, a<=e<=b

Парабол. Непрерывная четвертая производная. Аналогично. , , пси и пси' по маклорену до f'' c ост членом в инт форме. Для увелич порядка малости λ=4: →первая форм средн знач→ → усреднение→ .

n равных частей:

.

17.азличные множества точек и последовательности точек n-мерного пространства. Теорема Больцано-Вейерштрасса.

m-мерное коорд. пр-во – мн-во всевозм. упор. совокупн. x1,...,xn. x1,...,xn - коорд, точки. Коорд. пр-во наз-ся еквлидовым пр-вом, если для каждых двух точек задано расстояние – корень из суммы квадратов разностей координат.

Мн-ва точек: m-мерные открытый шар, замкнутый, сфера, ɛ-окр, коорд параллелепип. (прямоуг. окрестность). Утв. Любая е-окр х содержит некот прямоуг окр и наоборот. Опред. внешней, внутренней, граничной точек. Мн-во наз-ся открытым, если любая точка внутренняя. Произв. открытое мн-во, содержащее точку – ее окрестность. Мн-во замкнуто, если содержит все свои граничные точки. Предельная точка (старое опр).

Утв. Мн-во замкнуто т. и т. т., когда содержит все свои предельные точки.

Опред. ограниченного мн-ва. Непрерывной кривой L в пр-ве наз-ся мн-во точек, координаты которых – это непр. функции от параметра t. a<=t<=b. Две точки можно соединить непр. кривой, если она существует, t=a, t=b – эти точки. Связное мн-во – любые две его точки можно соед непр кривой, все точки кот принадл ему. Всякое открытое связное мн-во – область. Область плюс граница – замкнутая область.

Опред. послед точек евкл пр-ва, сходящаяся. Лемма 1: посл. сходится <=> все посл. координат сходятся к координате предела. Опр. фундаментальной последовательности. Лемма 2: посл. фундаментальна <=> фундаментальны посл. координат. Леммы→критерий Коши для посл. точек m-мерного пр-ва: посл сх-сяона фундамент. Огранич посл.

Теорема Б-В.: из любой огранич посл можно выделить сх-ся подпосл. Док-во. огранич→посл корд огранич→из {x1(n)} выделим сх подпосл {x1(nk1)}→из {x2(nk1)}→из всех корд.