Контрольной работе по "Вычислительная математика"

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Октября 2013 в 15:27, контрольная работа

Краткое описание

Случайная выборка целых чисел от 0 до 10. 30 значений

Прикрепленные файлы: 1 файл

Вычислительная математика.doc

— 146.50 Кб (Скачать документ)

 │232│  4.568  │  95.57637│  │   │232│  4.568  │         │ 95.57637│

 │233│  4.592  │ 92.12285│ │   │233│ 4.592  │         │ 92.12285│

 │234│  4.616  │  83.03604│  │   │234│  4.616  │         │ 83.03604│

 │235│  4.64   │  68.57784│  │   │235│  4.64   │         │ 68.57784│

 │236│  4.664  │  49.34161│  │   │236│  4.664  │         │ 49.34161│

 │237│  4.688  │  26.23325│  │   │237│  4.688  │         │ 26.23325│

 │238│  4.712  │  0.43283│  │   │238│  4.712  │         │  0.43283│

 │239│  4.736  │  -26.6619│  │   │239│  4.736  │         │ -26.6619│

 │240│  4.76   │  -53.5076│  │   │240│  4.76   │         │ -53.5076│

 │241│  4.784  │  -78.5001│  │   │241│  4.784  │         │ -78.5001│

 │242│  4.808  │  -100.066│  │   │242│  4.808  │         │ -100.066│

 │243│  4.832  │  -116.757│  │   │243│  4.832  │         │ -116.757│

 │244│  4.856  │  -127.345│  │   │244│  4.856  │         │ -127.345│

 │245│  4.88   │  -130.901│  │   │245│  4.88   │         │ -130.901│

 │246│  4.904  │  -126.869│  │   │246│  4.904  │         │ -126.869│

 │247│  4.928  │  -115.114│  │   │247│  4.928  │         │ -115.114│

 │248│  4.952  │ -95.9544│ │   │248│ 4.952  │         │ -95.9544│

 │249│  4.976  │  -70.1618│  │   │249│  4.976  │         │ -70.1618│

 │250│  5      │ -38.9399│  │   │250│  5      │ -38.9399│         │

 ├───┼─────────┼─────────┤   │   ├───┼─────────┼─────────┼─────────┤

 │   │ Сумма  s │-624.8098│  │   │   │   Сумма  │ -38.7398│ -586.07 │

 └───┴─────────┴─────────┘   │   └───┴─────────┴─────────┴─────────┘

 Значение интеграла  по      │        s1 = -38.7398,  s2 = -586.07,

 методу прямоугольников     │        s = s1/2 + s2 = -605.44017.

  s∙h = -14.9954.           │     Значение интеграла  по методу

 Точное значение  интеграла  │      трапеций  s∙h = -14.5306.

     -14.5977               │    Точное значение интеграла:

 

   Метод прямоугольников.   │       Метод трапеций.               

 Разность между  приближен-  │    5

 ным и точным  значениями    │    ┌

-14.9954 - (-14.5977) =    │    │  x

     = -0.3977.             │    │ e ∙sin(10∙x)∙dx = -14.5977.

                            │    ┘

                            │    -1

                            │   Разность между приближенным и

                            │   точным значениями

                            │   -14.5306 - (-14.5977) = 0.0671139.

 

Задание 4.

Функция

     x

        y = e ∙sin(10∙x)

 Наименьшее значение -130.903 достигется в точке x = 4.879

 Наибольшее значение   95.612 достигется в точке x = 4.565

 Полусумма значений   -17.645

 

    Метод дихотомии  (деление отрезка пополам).

  На отрезке [-1; 5] найти c точностью 0.0001 корень уравнения

  f(x) = -17.6456, где

                          x

                  f(x) = e ∙sin(10∙x).

 На концах отрезка [-1, 5] функция принимает значения разных знаков.

Обозначим через l половину длины текущего отрезка и, сравнивая  знаки функции

на его концах и  в середине, выбираем ту половину отрезка, на концах которого

отклонения функции  имеют разные знаки.

 Процедура повторяется  до тех пор, пока l > 0.0001 (заданная  точность).

 1. f(-1)      > -17.6456  f( 2)      =    6.7458  f( 5)      < -17.6456

2. f( 2)      > -17.6456  f( 3.5)    = -14.1795  f( 5)      < -17.6456

3. f( 3.5)    > -17.6456  f( 4.25)   =  -69.8311  f( 5)      < -17.6456

4. f( 3.5)    > -17.6456  f( 3.875)  =   41.8161  f( 4.25)   < -17.6456

5. f( 3.875)  > -17.6456  f( 4.0625) =   12.4396  f( 4.25)   < -17.6456

6. f( 4.0625) > -17.6456  f( 4.1562) =  -42.1757  f( 4.25)   < -17.6456

7. f( 4.0625) > -17.6456  f( 4.1094) =  -15.2487  f( 4.1562) < -17.6456

8. f( 4.1094) > -17.6456  f( 4.1328) =  -29.2029  f( 4.1562) < -17.6456

9. f( 4.1094) > -17.6456  f( 4.1211) =  -22.2985  f( 4.1328) < -17.6456

10. f( 4.1094) > -17.6456  f( 4.1152) =  -18.7855  f( 4.1211) < -17.6456

11. f( 4.1094) > -17.6456  f( 4.1123) =  -17.0193  f( 4.1152) < -17.6456

12. f( 4.1123) > -17.6456  f( 4.1138) =  -17.9031  f( 4.1152) < -17.6456

13. f( 4.1123) > -17.6456  f( 4.113)  =  -17.4613  f( 4.1138) < -17.6456

14. f( 4.113)  > -17.6456  f( 4.1134) =  -17.6822  f( 4.1138) < -17.6456

15. f( 4.113)  > -17.6456  f( 4.1132) =  -17.5718  f( 4.1134) < -17.6456

16. f( 4.1132) > -17.6456  f( 4.1133) =  -17.627   f( 4.1134) < -17.6456

                     l = (4.1134 - 4.1132)/2 = 0.0001

 Заданная точность  достигнута за 16 итераций. Корень  уравнения x =  4.1133.

               Метод касательных (Ньютона)

Пусть x - текущее (или  начальное) значение аргумента данной итерации, z -

значение аргумента  для следующей итерации. Значение z вычисляется по

формуле

                    f(x)

           z = x - ───── .

                   f'(x)

Для следующей итерации в качестве текущего значения аргумента полагаем x = z,

после чего процедура  повторяется, пока заданная точность не достигнута.

  1. x =  2       z =  1.339    │x - z│ =  0.661028

  2. x =  1.339   z =  0.6274   │x - z│ =  0.711529

  3. x =  0.6274  z = -0.3147   │x - z│ =  0.942182

  4. x = -0.3147  z =  2.1046   │x - z│ =  2.4193

  5. x =  2.1046  z =  2.692    │x - z│ =  0.587392

 

  6. x =  2.692   z =  4.5543   │x - z│ =  1.86232                

  7. x =  4.5543  z =  3.4801   │x - z│ =  1.07414

  8. x =  3.4801  z =  3.5105   │x - z│ =  0.0303845

  9. x =  3.5105  z =  3.5112   │x - z│ =  0.000732795

10. x =  3.5112  z =  3.5112   │x - z│ =  0.0000103167

 Заданная точность  є = 0.0001 достигнута за 10 итераций.

       Корень  уравнения x =  3.5112.

  Метод дихотомии и метод касательных дали разные результаты, так как

уравнение имеет несколько  решений.

 

Задание 5.

         Метод Рунге-Кутты четвертого  порядка для уравнения

             y' = f(x, y).

где

              2  2    2             2

     f(x) = -x ∙y + (x - 2)/(1 +2∙x)

 

      Обозначим  y = y(x), h - шаг интегрирования.

  ф0 = h∙f(x, y),  ф1 = h∙f(x + h/2, y + ф0/2),

  ф2 = h∙f(x + h/2, y + ф1/2),  ф3 = h∙f(x + h, y + ф2).

     y(x+h) = y + (ф0 + 2∙ф1 + 2∙ф2 + ф3)/6.;

         a = 0.  b = 1.  y = 1.   h = 0.01

               0. x = 0  y = 1

  1.  x = 0.01   y = 0.980392       39.  x = 0.39   y = 0.561798

  2.  x = 0.02   y = 0.961538       40.  x = 0.4    y = 0.555556

  3.  x = 0.03   y = 0.943396       41.  x = 0.41   y = 0.549451

  4.  x = 0.04   y = 0.925926       42.  x = 0.42   y = 0.543478

  5.  x = 0.05   y = 0.909091       43.  x = 0.43   y = 0.537634

  6.  x = 0.06   y = 0.892857       44.  x = 0.44   y = 0.531915

  7.  x = 0.07   y = 0.877193       45.  x = 0.45   y = 0.526316

  8.  x = 0.08   y = 0.862069       46.  x = 0.46   y = 0.520833

  9.  x = 0.09   y = 0.847458       47.  x = 0.47   y = 0.515464

10.  x = 0.1    y = 0.833333       48.  x = 0.48   y = 0.510204

11.  x = 0.11   y = 0.819672       49.  x = 0.49   y = 0.505051

12.  x = 0.12   y = 0.806452       50.  x = 0.5    y = 0.5

13.  x = 0.13   y = 0.793651       51.  x = 0.51   y = 0.49505

14.  x = 0.14   y = 0.78125        52.  x = 0.52   y = 0.490196

15.  x = 0.15   y = 0.769231       53.  x = 0.53   y = 0.485437

16.  x = 0.16  y = 0.757576       54.  x = 0.54   y = 0.480769

17.  x = 0.17   y = 0.746269       55.  x = 0.55   y = 0.47619

18.  x = 0.18   y = 0.735294       56.  x = 0.56   y = 0.471698

19.  x = 0.19   y = 0.724638       57.  x = 0.57   y = 0.46729

20.  x = 0.2    y = 0.714286       58.  x = 0.58   y = 0.462963

21.  x = 0.21   y = 0.704225       59.  x = 0.59   y = 0.458716

22.  x = 0.22   y = 0.694444       60.  x = 0.6    y = 0.454545

23.  x = 0.23   y = 0.684932       61.  x = 0.61   y = 0.45045

24.  x = 0.24   y = 0.675676       62.  x = 0.62   y = 0.446429

25.  x = 0.25   y = 0.666667       63.  x = 0.63   y = 0.442478

26.  x = 0.26   y = 0.657895       64.  x = 0.64   y = 0.438596

27.  x = 0.27   y = 0.649351       65.  x = 0.65   y = 0.434783

28.  x = 0.28   y = 0.641026       66.  x = 0.66   y = 0.431034

29.  x = 0.29   y = 0.632911       67.  x = 0.67   y = 0.42735

30.  x = 0.3    y = 0.625          68.  x = 0.68   y = 0.423729

31.  x = 0.31   y = 0.617284       69.  x = 0.69   y = 0.420168

32.  x = 0.32   y = 0.609756       70.  x = 0.7    y = 0.416667

33.  x = 0.33   y = 0.60241        71.  x = 0.71   y = 0.413223

34.  x = 0.34   y = 0.595238       72.  x = 0.72   y = 0.409836

35.  x = 0.35   y = 0.588235       73.  x = 0.73   y = 0.406504

36.  x = 0.36   y = 0.581395       74.  x = 0.74   y = 0.403226

37.  x = 0.37   y = 0.574713       75.  x = 0.75   y = 0.4

38.  x = 0.38   y = 0.568182       76.  x = 0.76   y = 0.396825

 

77.  x = 0.77   y = 0.393701       89.  x = 0.89   y = 0.359712  

78.  x = 0.78   y = 0.390625       90.  x = 0.9    y = 0.357143

79.  x = 0.79   y = 0.387597       91.  x = 0.91   y = 0.35461

80.  x = 0.8    y = 0.384615       92.  x = 0.92   y = 0.352113

81.  x = 0.81   y = 0.381679       93.  x = 0.93   y = 0.34965

82.  x = 0.82   y = 0.378788       94.  x = 0.94   y = 0.347222

83.  x = 0.83   y = 0.37594        95.  x = 0.95   y = 0.344828

84.  x = 0.84   y = 0.373134       96.  x = 0.96   y = 0.342466

85.  x = 0.85   y = 0.37037        97.  x = 0.97   y = 0.340136

86.  x = 0.86   y = 0.367647       98.  x = 0.98   y = 0.337838

87.  x = 0.87   y = 0.364964       99.  x = 0.99   y = 0.33557

88.  x = 0.88   y = 0.362319      100.  x = 1      y = 0.333333


Информация о работе Контрольной работе по "Вычислительная математика"