- •Кафедра автоматизации и систем управления
- •Введение.
- •Лабораторная работа № 1. Основы работы с системой MathCad.
- •Ввод формул
- •Лабораторная работа № 2. График функции.
- •Варианты
- •Лабораторная работа № 3. Расширенные скалярные операторы
- •Варианты
- •Задание 2
- •Рассмотрим некоторые способы создания массивов:
- •В любом месте документа допускается как переопределение любого из элементов массива, так и изменение его размерности
- •2. С использованием встроенной функции :
- •Функции, возвращающие специальные характеристики матриц
- •Задание 1
- •Порядок выполнения задания
- •Лабораторная работа № 6. График поверхности
- •Порядок выполнения задания
- •Лабораторная работа № 7 решение нелинейных уравнений
- •Задание 1.
- •Порядок выполнения задания
- •Варианты
- •Порядок выполнения задания
- •Решение нелинейного уравнения
- •Поиск корней с помощью функции root:
- •Лабораторная работа № 8. Аппроксимация функций
- •Линейная интерполяция
- •Сплайн-интерполяция
- •Линейная регрессия
- •Задание 1.
- •Порядок выполнения задания
- •Варианты
- •Варианты
- •Лабораторная работа № 9. Решение дифференциальных уравнений
- •Задание 1.
- •Порядок выполнение задания
- •Варианты:
- •Варианты
- •1. Решение дифференциальных уравнений.
- •2. Дифференциальное уравнение второго порядка
- •Лабораторная работа № 10 Разложение в ряд
- •Внимание
- •Разложение выражения в ряд с разным порядком аппроксимации
- •Разложение выражения в ряд по разным переменным
- •Интегральные преобразования
- •Примечание
- •Прямое преобразование Фурье
- •Прямое и обратное преобразование Лапласа
- •Прямое и обратное z-преобразование
- •Лабораторная работа №11 поиск экстремума функции
- •Экстремум функции одной переменной
- •Условный экстремум
- •Три примера поиска условного экстремума
- •Экстремум функции многих переменных
- •Задание
- •Варианты
Задание 1.
Решить на отрезке [x0, xend] задачу Коши для уравнения первого порядка с постоянным шагом. Получить и изобразить графики решений, вычисленных с шагами h, и 4h. Сравнить с точным решением.
Порядок выполнение задания
1. Задать начальное значение функции как элемент вектора (т.е. в виде переменной с нулевым значением индекса).
2. Создать функцию D(x,y), которая вычисляет значение переменной при заданных значениях зависимой переменной и неизвестной функции.
3. Определить начальное и конечное значения отрезка интегрирования.
4. Указать число шагов интегрирования.
5. Вычислить численное решение при помощи функции rkfixed:
z := rkfixed (у, a, b, N, D). Просмотреть результат вычислений — матрицу z с двумя столбцами, первый из которых содержит значения независимой переменной, а второй - соответствующие значения функции.
6. Вычислить численное решение при учетверенном числе разбиений.
7. Создать функцию для вычисления точного решения.
8. Построить графики приближенных (двух) и точного решения.
9. Изменить число шагов N и проследить за решениями.
Варианты:
№ |
Уравнение |
X0 |
Xend |
y(x0) |
Точное решение |
1 |
|
0 |
1.5 |
1 |
y = sin x + cos x |
2 |
|
1 |
3 |
1 |
xy = 1 - ln |
3 |
|
0 |
4 |
1 |
y = (2x + 1) ln +1 |
4 |
|
1 |
3 |
e |
y = ex(ln +1) |
5 |
|
|
|
|
x |
6 |
|
1 |
2 |
e |
|
7 |
|
1 |
3 |
0 |
|
8 |
|
1 |
5 |
1/e |
y = x2e-x |
9 |
|
-1 |
1 |
e |
y = e-x |
10 |
|
1 |
5 |
(2 ln 2)-1 |
|
11 |
|
1 |
3 |
0 |
|
12 |
|
1 |
2 |
0 |
|
13 |
|
1 |
2 |
(2e)-1/2 |
2y2x4ex = 1 |
14 |
|
1.1 |
4 |
|
y2 = x2 - 1 |
15 |
|
0 |
2 |
0 |
y = x(1 + x2) |
Задание 2.
Решить задачу Коши у'1 = f1(x, y1, y2), у'2 = f2(x, y1, y2), у1(a) = y0,1, y2(a) = y0,2 на отрезке [а,b] с постоянным шагом h =0.1 Изобразить графики решений, вычисленных с шагами h и 2h.
Варианты
-
№
f1(x, y1, y2)
f2(x, y1, y2)
y0,1
y0,2
a
b
1
-1
1
0
4
2
1
0
0
5
3
0.2
0
-1
1
4
0
0
0
4
5
0.5
-0.5
-1
3
6
-0.6
2
2
5
7
0
0
-1
3
8
0.5
1.2
0
2
9
1
1
1
3
10
0.8
3.5
2
4
11
1
-1
2
4
12
0
0
0
2
13
-2
-1
1
4
14
0
1
-1
1
15
-1
1
0
4
Пример: