Этот метод похож на предыдущиу. Отличие в том, что высота прямоугольников вычисляется по правой границе (Рис. 3). Выводы формул для данного метода аналогичны предыдущему.
Основные отличия заключаются в нумерации. Формула метода правых прямоугольников выглядит следующим образом: .
Метод средних прямоугольников
Чтобы уменьшить погрешность методов левых и правых прямоугольников был предложен метод средних, т.е. метод в котором высота прямоугольника вычисляется в середине отрезка h (Рис. 4). Обращаясь к рисунку легко увидеть, что площади прямоугольников вычисляются по следующим формулам:
Построим блок-схему для метода средних прямоугольников, так как он во много раз точнее и для достижения заданной точности требует меньше машинного времени. Введём обозначение. [n] – целая часть n, полученная путём отбрасывания дробно части. Для вычисления интеграла дано ε, [a,b], f(x), f’’(x). Прежде всего, через ε необходимо получить n. Для этого перед вычислением интеграла необходимо найти , но это легко осуществимо с помощью небольшого циклического процесса. Для него понадобиться знание количества разбиений , на которых будем вычислять значения второй производной. Обозначим это количество n1.
2.3. Пример выполнения последнего варианта в Mathcad
Варианты заданий для контрольной работы
Задание № 1 Методом Крамера и Гаусса решить системы линейных алгебраических уравнений с точностью . Сравнить точность результатов полученных разными методами и значений в Mathcad.
1. 2.
3. 4.
5. 6.
7. 8.
9. 10.
11. 12.
13. 14.
15. 16.
17. 18.
19. 20.
21. 22.
23. 24.
25. 26.
27. 28.
29. 30.
Задание №2 С помощью программы для ЭВМ с точностью методами простых итераций, дихотомии, касательных (Ньютона) и секущих найти положительный корень нелинейного уравнения. Начальное приближение определить графически. (В случае невозможности применить какой-либо метод, объяснить причины неприменимости данного метода). Сравнить точность результатов полученных разными методами и значений в Mathcad.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. | 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. |
Задание № 3 Составить программу и вычислить на ЭВМ интеграл заданной функции на отрезке с точностью методами прямоугольников, трапеций. Сравнить точность результатов полученных разными методами и значение интеграла решенного в Mathcad.
Вариант | Подынтегральная функция | Пределы интегрирования a b | |
6,5 | |||
3,5 | |||
3 | 3,5 | ||
0,5 | |||
2,5 | |||
2 | |||
0,2 | 0,3 | ||
0,5 | |||
0,1 | 0,5 | ||
0,1 | 0,3 | ||
0,5 | |||
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Александрова, В. О. Вычислительная математика: учеб. пособие / В. О. Александрова; ВолгГТУ, ВПИ (филиал) ВолгГТУ. - Волгоград: РПК "Политехник", 2007. - 159 с.
2. Вычислительная математика (для студентов технических направлений) [Электронный ресурс]: учеб. пособие / И. В. Ребро, Д. А. Мустафина; ВПИ (филиал) ВолгГТУ// Сборник "Учебные пособия". Серия "Технические дисциплины". Вып. 1. - Волгоград, 2013. – 86 с.
3. Специализированные программные средства для проведения инженерных расчётов. Лабораторный практикум: учеб. пособие / Е.С. Павлова, В.С. Поляков, И.Г. Лемешкина, М.Г. Скворцов; ВолгГТУ. - Волгоград, 2014. - 95 с.
4. Тарасова, И.А. Методы оптимизации: учеб. пособие / И.А. Тарасова, И.Э. Симонова, А.Б. Симонов; ВолгГТУ. - Волгоград, 2015. - 96 с.
Учебное издание
Лидия Викторовна Дружинина