ЧИСЛЕННОЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ




Задана функция с значениями в n+1 точке, и значения функции y в этих точках:

Надо численно посчитать производную в этих точках с и в промежутках между ними.

Существует несколько способов:

1. Написать интерполирующую функцию и вычислить от нее производную.

2. Использовать конечные разности.

Найдем приращения функции:

Вычислим производную:

, здесь - конечные разности, - разделенные разности.

Для вычисления второй производной нам понадобятся три точки.

- приращение производной.

- вторая производная.

Предположим, что расстояние между точками одинаково и равно h.

Тогда вторая производная равна:

Задание. Используя конечные разности найти линейную интерполяцию функции, вычислить и построить график интерполяционного многочлена Лагранжа, найти производную от многочлена Лагранжа и сравнить график с графиком, построенным с помощью конечно-разностных приращений, найти вторую производную от многочлена Лагранжа.

Провести эту работу в SMathStudio.

ЧИСЛЕННОЕ ИНТЕГРИРОВАНИЕ

Формулы левых и правых прямоугольников.

Для вычислений по формулам левых и правых прямоугольников с шагом n надо разбить отрезок интегрирования на n частей с шагом h.

Найдем значения сумм:

Найдем приближенные значения интеграла. По формуле левых прямоугольников получим:

По формуле правых прямоугольников находим

Эти результаты мало отличаются. За окончательное значение примем полусумму найденных значений:

Формула средних прямоугольников.

Для решения воспользуемся формулой средних прямоугольников:

Для вычислений по формуле средних прямоугольников с шагом n надо разбить отрезок интегрирования на n частей с шагом h.

Вычислим суммы подынтегральной функции в заданных точках. Найдем приближенное значение интеграла:

Задание. 1) Вычислить интеграл по формулам левых и правых прямоугольников при n=10, оценивая точность с помощью сравнения полученных результатов. 2) Вычислить интеграл по формуле средних прямоугольников, используя для оценки точности двойной просчет при .

Провести эту работу в SMathStudio.

 

 



 

Формула трапеции.

Чтобы вычислить интеграл по формуле трапеции надо использовать формулу:


Задание. Вычислить интеграл по формуле трапеций.

Провести эту работу в SMathStudio.

 

Формула Симпсона.

Чтобы вычислить интеграл по формуле Симпсона с заданным шагом n нам надо разбить наш интервал интегрирования на n шагов.

Формула симпсона имеет вид:

 

Задание. Вычислить интеграл по формуле Симпсона при n = 8.

Провести эту работу в SMathStudio.

 

 

Метод Гаусса.

Метод Гаусса — классический метод решения системы линейных алгебраических уравнений. Это метод последовательного исключения переменных, когда с помощью элементарных преобразований система уравнений приводится к равносильной системе треугольного вида, из которой последовательно, начиная с последних (по номеру), находятся все переменные системы.

Задание. Используя схему Гаусса, решить систему уравнений.

Провести эту работу в SMathStudio.

 

Метод Крамера.

Метод Крамера — способ решения квадратных СЛАУ с ненулевым определителем основной матрицы. Назван по имени Габриэля Крамера, автора метод.

Если определитель матрицы квадратной системы не равен нулю, то система совместна и имеет единственное решение, которое находится по формулам Крамера:

где - определитель матрицы системы, - определитель матрицы системы, где вместо i -го столбца стоит столбец правых частей.

Задание. Используя метод Крамера, решить систему уравнений.

Провести эту работу в SMathStudio.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: