Таблица1. Варианты заданий к лабораторной работе N 1.
N вар.
Уравнение
Отрезок, содержащий корень
Метод численного решения
[2;3]
итераций
[0;2]
Ньютона
[0,4;1]
половинного деления
[0;0,85]
итерация
[1;2]
Ньютона
[0;0,8]
половинного деления
[0;1]
итераций
[2;4]
Ньютона
[1;2]
половинного деления
[0;1]
итераций
[0;1]
Ньютона
[1;3]
половинного деления
Продолжение таблицы 1.
[1,2;2]
итераций
[3;4]
Ньютона
[1;2]
половинного деления
[0;1,5]
итераций
[1;3]
Ньютона
[0;1]
половинного деления
[0,5;1]
итераций
[1;3]
Ньютона
[0;1]
половинного деления
[2;3]
итераций
[0,4;1]
Ньютона
[-1;0]
половинного деления
[2;3]
итераций
[0,2;1]
Ньютона
[1;2]
половинного деления
[1;2]
итераций
[0;1]
Ньютона
[2;3]
половинного деления
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2.
Отделение и уточнение корней нелинейных уравнений.
Данная работа аналогична работе № 1 с той разницей, что здесь задан ориентировочный участок функции, где могу быть один или несколько корней. Поэтому необходимо сначала отделить и определить достаточно малый участок, где есть корень, методом проб, а затем уточнить значение корня быстросходящимся методом. Так как корней на заданном участке может быть несколько, то после уточнения корня необходимо проверять наличие корней и далее до конца участка
При выполнении задания для метода проб отрезок делить на 20 частей. Из-за сложности анализа функций на сходимость для уточнения корней использовать метод половинного деления с заданной точностью
Блок-схема алгоритма приведена на рис. 4.
Варианты заданий в таблице 2.
Рис. 4. Блок-схема алгоритма отделения и уточнения корней уравнения.
Таблица 2. Варианты заданий к лабораторной работе №2.
вар.
Уравнение
Отрезок
[1;5]
[0,5;26]
[-5;3]
[1;3]
[-2;1]
[0;3]
[2;5]
[-5;1]
[3;10]
[0;10]
[2;10]
[-2;3]
[-5;5]
[-3;7]
[0;2]
[2;10]
[2;5]
[-5;5]
[2;8]
[-5;-0,1]
[-5;5]
[0;10]
[0,1;5]
[2;10]
[1;18]
[0,1;0,7]
[5;10]
[-5;5]
[-2;2]
[-5;5]
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.
Интерполяция сеточных функций полиномами.
Простейшая задача интерполирования заключается в следующем. На отрезке [a,b] заданы n+1 точки , которые называются узлами интерполяции, и значения некоторой функции f(x) в этих точках:
Требуется построить функцию f(x) (интерполирующая функция), принадлежащую известному классу и принимающую в узлах интерполяции те же значения, что и f(x). При использовании интерполяционной формулы Лагранжа функция f(x) является полиномом степени не выше n, который выражается следующей формулой:
или
(8)
Таким образом для решения данной задачи необходимо организовать тройной циклический процесс, два цикла которого предназначены для вычисления одной точки полинома .
Пример
Вывести в виде таблицы функцию F(x) для x=0(0,1)2, если известны значения функции
в узлах ;
используя интерполяционную формулу Лагранжа.
Блок-схема алгоритма для данного примера приведена на рис. 5.
Таблица 3. Варианты заданий к лабораторной работе № 3.
№
вар
Значения i
---------------------------------------------------------------------------
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7
Отрезок интерполирования | | шаг
1,3
0,3
1,5
2,2
2,4
6,4
3,8
5,9
6,8
-0,2
7,1
-1,3
9,2
0,5
1,9
2,4
2,7
2,9
6,9
3,1
4,7
3,4
2,5
3,8
-3,9
4,6
-1,4
5,2
0,62
0,2
1,7
5,7
6,4
7,4
6,5
10,5
4,2
12,8
2,1
16,1
9,8
19,8
16,6
0,06
0,64
0,15
0,74
0,22
-2,8
0,28
7,2
0,48
0,56
0,53
-4,8
0,7
0,42
0,82
3,9
0,05
1,1
2,1
1,95
2,8
-4,4
2,11
3,6
2,12
-8,7
2,43
7,2
2,9
7,6
3,4
0,1
8,33
4,2
8,44
7,1
8,7
5,4
9,01
9,55
6,7
9,66
7,3
9,9
8,6
10,2
9,2
0,1
0,28
6,9
0,63
6,7
0,75
1,3
7,3
1,11
9,4
1,37
7,6
1,72
4,2
1,9
1,9
0,1
0,99
1,4
1,13
1,7
1,25
2,9
1,39
1,3
1,5
-1,6
1,62
-3,3
1,78
-9,6
1,88
-2
0,05
2,3
5,85
2,8
4,1
7,2
4,5
4,3
5,2
-0,1
5,9
-2,9
-1,8
7,9
0,1
0,2
0,87
1,6
0,92
7,3
0,94
3,1
0,96
1,7
0,99
0,2
-0,1
1,07
-26
1,3
0,5
0,05
9,4
0,25
7,7
0,35
0,5
2,5
0,75
0,8
0,95
3,3
1,2
7,6
1,5
5,1
0,1
-1
2,4
2,9
0,7
1,2
0,3
1,9
-7,2
-8,3
4,3
-9
4,9
3,2
0,5
0,5
9,9
1,2
7,3
1,9
-3,2
2,2
-6,5
3,1
-1,7
3,4
0,95
3,9
4,1
5,4
0,1
1,3
5,4
1,9
7,4
2,8
-0,7
3,7
-6,4
4,2
7,6
5,1
5,8
0,3
6,9
-0,4
0,2
0,3
7,2
0,9
5,8
1,1
4,4
1,8
0,2
2,1
2,7
7,4
-4,2
3,9
-8,7
0,05
0,1
-3,2
1,1
-2
1,8
-7,3
2,2
-3,2
2,9
1,3
3,2
9,8
4,5
4,2
7,3
0,1
Продолжение таблицы 3.
1,2
6,5
1,8
-3,1
2,9
0,1
3,1
1,7
3,6
-4,1
0,2
5,5
8,7
7,3
0,05
0,5
5,3
1,3
9,8
3,7
2,6
3,9
2,9
8,6
4,2
3,3
3,5
6,6
8,5
-1,3
5,7
-0,8
5,1
0,2
6,7
0,5
0,7
9,6
3,7
1,3
-5,8
-6,4
0,5
3,2
4,4
4,3
8,5
-0,7
6,7
-6,8
7,9
-7,6
8,2
-3,3
9,1
6,5
8,5
0,05
1,6
1,31
8,4
1,34
0,3
1,43
3,5
1,51
0,87
1,69
3,1
1,82
9,8
0,1
1,4
4,1
1,8
-5,4
1,9
-6,2
2,9
8,5
3,1
-1
3,4
-6,8
3,6
7,7
0,1
-43
0,9
2,1
0,98
1,12
6,6
1,25
-19
1,29
-67
1,35
4,6
1,4
0,05
6,5
1,3
1,9
-72
4,5
6,3
-10
-1,2
1,2
-0,9
-9,6
-0,4
7,2
-0,1
5,4
5,8
0,5
-6,7
-5,9
-2
0,2
-54
1,8
4,6
2,6
5,4
6,6
0,2
7,1
-5,8
9,5
-4
10,3
-7,3
0,3
9,8
0,5
-1
0,5
-0,5
0,4
-0,4
-0,2
-0,2
0,64
0,5
0,72
0,95
2,3
0,29
0,73
-0,5
0,5
0,05
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.
Вычисление определенных интегралов с заданным шагом интегрирования.
Численные методы нахождения значения определенного интеграла.
Численные методы нахождения значений определенного интеграда используются в тех случаях, когда неизвестна первообразная для функции f(x) или ее вычисление сопряжено с трудностями. Большинство методов основано на замене подинтегральной функции аппроксимирующей функцией более простого вида и последующем интегровании этой более простой функции.
1. Метод прямоугольников.
Этот метод основан на аппроксимации кусочно-постоянными функциями.