
- •Лабораторная работа № 3 Решение уравнений и систем уравнений средствами Mathcad
- •Численное решение нелинейного уравнения
- •2. Численное нахождение корней полинома
- •3. Решение систем уравнений
- •4. Приближенное решение систем уравнений
- •5. Решение систем линейных алгебраических уравнений в матричной форме
- •Задания для самостоятельной работы
- •Варианты задания 1
- •Варианты задания 2
- •Варианты задания 3
- •Варианты задания 4
4. Приближенное решение систем уравнений
Функция Minerr очень похожа на функцию Find (использует тот же алгоритм). Если в результате поиска не может быть получено дальнейшее уточнение текущего приближения к решению, Minerr возвращает это приближение. Правила использования функции Minerr такие же, как и функции Find. Обращение к функции:
Minerr(z1,z2,….)
Функция возвращает приближенное решение системы уравнений. Число аргументов должно быть равно числу неизвестных.
Если Minerr используется в блоке решения уравнений, необходимо всегда включать дополнительную проверку достоверности результатов.
5. Решение систем линейных алгебраических уравнений в матричной форме
Система линейных алгебраических уравнений в матричной форме записывается в виде:
,
где матрица А, столбцами которой являются коэффициенты при соответствующих неизвестных, а строками – коэффициенты при неизвестных в соответствующем уравнении, называется матрицей системы; матрица-столбец b, элементами которой являются правые части уравнений системы, называется матрицей правой части или просто правой частью системы. Матрица-столбец х, элементы которой - искомые неизвестные, называется решением системы.
Если А − квадратная, неособенная матрица (det≠0), то решение можно найти по формуле:
,
где A-1 − матрица, обратная к матрице A.
Для решения системы можно использовать функцию lsolve(A, B), которая может работать с неквадратными матрицами. lsolve(A, B) − возвращает вектор решения системы линейных алгебраических уравнений.
Задание 6. Решить систему линейных алгебраических уравнений (рис.6):
Рис. 6. Решение систем линейных алгебраических уравнений
в матричной форме
Если система уравнений имеет множество решений, то для их получвения можно использовать метод Гаусса. Алгоритм решения:
Сформировать расширенную матрицу Ar;
Привести матрицу к ступенчатой гауссовой с помощью функции rref;
Найти общее решение с помощью блока Given…Find;
Выполнить проверку;
Найти частное решение, если это необходимо.
Задание 7. Решить систему уравнений методом Гаусса (рис. 7):
Рис. 7. Решение систем линейных алгебраических уравнений методом Гаусса
Задания для самостоятельной работы
Задание 1
Построить график функции f(x) (Таблица 1) и приблизительно определить один из корней уравнения.
Решить уравнение f(x)= 0 с точностью = 10 – 4 с помощью встроенной функции root.
Таблица 1
Варианты задания 1
№ варианта |
f(x) |
№ варианта |
f(x) |
|
|
|
|
|
|
|
arccos
х 2, 3] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х5 – х - 0,2 х 1, 2] |
|
|
|
|
Задание 2. Для полинома g(x) (Таблица 2) выполнить следующие действия:
с помощью команды Символика/Полиномиальные коэффициенты создать вектор V, содержащий коэффициенты полинома;
решить уравнение g(x) = 0 с помощью функции polyroots;
решить уравнение символьно, используя команду Символика / Переменная/ Решить.
Таблица 2