- •«Численные методы»
- •Оглавление
- •§1. Теоретические основы численных методов 10
- •§2. Особенности математических вычислений на эвм. Погрешности вычислений 13
- •§3. Численные методы решения алгебраических и трансцендентных уравнений 25
- •§4. Методы решения систем уравнений 38
- •Введение
- •Из истории вычислительной математики
- •§1. Теоретические основы численных методов
- •§2. Особенности математических вычислений на эвм. Погрешности вычислений
- •Задания для самостоятельного решения
- •Практическая работа №1
- •Примеры выполнения заданий работы
- •Контрольные вопросы.
- •§3. Численные методы решения алгебраических и трансцендентных уравнений
- •3.1 Задача решения алгебраических и трансцендентных уравнений
- •3.2 Локализация корней
- •3.3 Метод деления отрезка пополам (метод бисекции, метод дихотомии)
- •3.4 Метод простой итерации
- •Задания для самостоятельного решения
- •Практическая работа №2
- •Примеры выполнения заданий работы
- •Контрольные вопросы.
- •3.5 Методы Ньютона
- •3.6. Решение уравнений с помощью табличного процессора Excel
- •Задания для самостоятельного решения
- •Практическая работа №3
- •Примеры выполнения заданий работы
- •Контрольные вопросы.
- •§4. Методы решения систем уравнений
- •4.1 Система линейных уравнений
- •4.1.1 Прямые методы решения систем линейных уравнений
- •Задания для самостоятельного решения
- •Практическая работа №4
- •Примеры выполнения заданий работы
- •4.1.2 Вычисление определителей и обратной матрицы
- •Задания для самостоятельного решения
- •Контрольные вопросы.
- •4.1.3 Итерационные методы решения систем линейных уравнений. Метод простой итерации
- •4.2. Решение системы уравнений и вычисление определителя с помощью табличного процессора Excel
- •Задания для самостоятельного решения
- •Практическая работа №5
- •Примеры выполнения заданий работы
- •Контрольные вопросы
- •§5. Методы приближения и аппроксимации функций
- •5.1 Понятия интерполяции и экстраполяции
- •5.2 Интерполяционный многочлен Лагранжа
- •Задания для самостоятельного решения
- •5.3 Приближение функций с помощью табличного процессора Excel
- •Задания для самостоятельного решения
- •Практическая работа №6
- •Примеры выполнения заданий работы
- •Контрольные вопросы
- •5.3 Интерполяционные формулы Ньютона
- •Задания для самостоятельного решения
- •§6. Численное интегрирование
- •6.1 Задача численного интегрирования
- •6.2 Методы прямоугольников и трапеций
- •6.3 Метод Симпсона (метод парабол)
- •Задания для самостоятельного решения
- •Практическая работа №7
- •Примеры выполнения заданий работы
- •Контрольные вопросы
- •6.4 Квадратурная формула Гаусса
- •6.5. Вычисление интеграла с использованием табличного процессора Excel.
- •Задания для самостоятельного решения
- •Практическая работа №8
- •Примеры выполнения заданий работы
- •Контрольные вопросы
- •§7. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений
- •7.1. Задача численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений
- •7.2. Методы Эйлера
- •7.3 Метод Рунге – Кутта
- •Задания для самостоятельного решения
- •Практическая работа №9
- •Примеры выполнения заданий работы
- •Контрольные вопросы
- •§8. Методы оптимизации
- •8.1 Методы одномерной оптимизации
- •Задания для самостоятельного решения
- •8.2 Методы многомерной оптимизации
- •8.3. Решение задач оптимизации с помощью табличного процессора Excel
- •Задания для самостоятельного решения
- •Практическая работа №10
- •Примеры выполнения заданий работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Задания для самостоятельного решения
Округляя по дополнению следующие числа до четырех значащих цифр, определить абсолютную и относительную погрешности полученных приближенных значений:
;
.
Найти произведения приближенных чисел и указать их погрешности (считая в исходных данных все знаки верными):
;
.
Найти абсолютную и относительную погрешности функции многих переменных при заданных значениях аргументов и и их погрешностях .
Округляя по дополнению следующие числа до трех значащих цифр, определить абсолютную и относительную погрешности полученных приближенных значений:
;
.
Найти сумму приближенных чисел и указать их погрешности (считая в исходных данных все знаки верными):
;
.
Округляя по усечению следующие числа до трех значащих цифр, определить абсолютную и относительную погрешности полученных приближенных значений:
;
.
Найти разность приближенных чисел и указать их погрешности (считая в исходных данных все знаки верными):
;
.
Найти абсолютную и относительную погрешности функции многих переменных при заданных значениях аргументов и их погрешностях .
Найти абсолютную и относительную погрешности функции многих переменных при заданных значениях аргументов и и их погрешностях .
Практическая работа №1
Тема: «Вычисление погрешностей».
Цели: формирование умений и навыков вычисления погрешностей результатов арифметических действий и оценки результата вычислений по формуле.
Задание 1. Округлить заданное число до сотых и найти абсолютную и относительную погрешности округления.
Вариант 1. 3,009982
Вариант 2. 2,562331
Вариант 3. 0,266665
Вариант 4. 1,234987
Вариант 5. 24,3064
Вариант 6. 2,154888
Вариант 7. 12,03064
Вариант 8. 23,0069
Вариант 9. 6,51234
Вариант 10. 0,235981
Задание 2. Произвести указанные действия и определить абсолютную и относительную погрешности (исходные числа заданы верными цифрами)
Вариант 1. а) 234,1 – 194,3; б) 0,65 · 1984; в) 8124,6 : 2,9.
Вариант 2. а) 24,1 – 0,037; б) 2,51 · 0,125; в) 4,56 : 1,3.
Вариант 3. а) 34,1 + 19,43; б) 6,5 · 1,98; в) 124,6 : 2,7.
Вариант 4. а) 67,8 + 56,7; б) 8,5 · 6,78; в) 62,1 : 1,6.
Вариант 5. а) 125,6 – 161,5; б) 25,1 · 8,125; в) 126,7 : 3,8.
Вариант 6. а) 671,8 – 561,7; б) 8,5 · 0,678; в) 621 : 1,6.
Вариант 7. а) 2,41 + 5,37; б) 2,62 · 3,125; в) 8,56 : 1,6.
Вариант 8. а) 6,78 + 5,67; б) 8,7 · 2,78; в) 65,7 : 2,6.
Вариант 9. а) 674,5 – 563,7; б) 12,5 · 0,67; в) 61 : 12,6.
Вариант 10. а) 24,1 + 0,37; б) 2,31 · 0,895; в) 15,36 : 6,3.
Задание3. Вычислить и оценить результат:
Вариант 1. а) 8,351 + 7,125 + 0,5678; б)
Вариант 2. а) 1,5678 – 0,512 – 8,05126; б) (421,568 – 25,67) · 4,56.
Вариант 3. а) 12,561 – 9,67857 + 0,675; б) .
Вариант 4. а) 5,121 + 6,525 + 2,2156; б) .
Вариант 5. а) 2,561 – 9,67857 – 0,675; б) (125,678 – 12,26) · 5,12.
Вариант 6. а) 10,61 – 9,657 + 5,675; б) .
Вариант 7. а) 8,351 + 7,125 + 0,5678; б) (42,368 – 37,35) · 3,16.
Вариант 8. а) 7,574 – 3,12 – 2,126; б) .
Вариант 9. а) 13,651 – 6,328 + 5,6; б) (265,878 – 112,26) · 3,27.
Вариант 10. а) 1,578 + 0,32 – 2,0516; б) .
Задание 4. Исходное числовое значение аргумента задано верными цифрами. Произвести вычисления и оценить результат:
Вариант 1. а) arccos 0,79; б) 3,42,6.
Вариант 2. а) arctg 8,45; б) 5,81,3.
Вариант 3. а) arcsin 0,49; б) 6,81,2.
Вариант 4. а) arctg 5,67; б) 1,82,7.
Вариант 5. а) arccos 0,26; б) 2,41,6.
Вариант 6. а) arcsin 0,57; б) 3,83,2.
Вариант 7. а) arctg 4,37; б) 4,52,3.
Вариант 8. а) arccos 0,62; б) 3,62,5.
Вариант 9. а) arctg 7,54; б) 2,72,8.
Вариант 10. а) arcsin 0,39; б) 4,63,2.
Задание 5. Вычислите значение заданного выражения и оценить результат:
Вариант 1.
Вариант 2.
Вариант 3.
Вариант 4.
Вариант 5.
Вариант 6.
Вариант 7.
Вариант 8.
Вариант 9.
Вариант 10.
Задание 6. Найти значения выражений из задания 5 с помощью Excel, округлив значения до тысячных различными способами.