10653

Отделение корней уравнений. Уточнение корней методом Ньютона

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторная работа 4 Отделение корней уравнений. Уточнение корней методом Ньютона. Цель работы. Изучить способы отделения корней уравнений после чего методом дихотомии найти три интервала изоляции для алгебраического уравнения третьего порядка. Выбрав од...

Русский

2013-03-30

146 KB

23 чел.

Лабораторная  работа  4

Отделение корней уравнений. Уточнение корней

методом Ньютона.

Цель работы.   Изучить способы отделения корней уравнений, после чего методом дихотомии найти три интервала изоляции для алгебраического уравнения третьего порядка. Выбрав один из них, уточнить его методом Ньютона с заданной степенью точности.

Теоретические положения.  Алгебраическое уравнение  n-го порядка имеет ровно  n  корней. Для определения интервала, в котором сосредоточены все корни  уравнения   , воспользуемся формулой:

                                         ,                (1)

где  R- наибольшее из абсолютных значений чисел  .

Требуемые интервалы изоляции корней  проще всего искать с помощью программы Excel, приняв за начальное  значение    величину , а в качестве формулы  для    – левую часть заданного уравнения . Далее, используя  условия существования корней на отрезке,  найдем искомые интервалы   ,    и  .

Выбрав в качестве интервала изоляции, например, первый  , определим ту из его границ   или , которую можно принять за начальное приближение   метода Ньютона. Для этого должно выполняться условие

                                                      (2)

где   одна из границ интервала,   левая часть уравнения.

Уточнение корня   выполним с помощью алгоритма Ньютона:

                      (3),

причем вычисления будем продолжать до тех пор, пока не выполнится условие       ,              (4),

где    заданная погрешность.

Порядок выполнения работы:

- исходя из заданного варианта, записать уравнение   x3x2+Bx+C = 0,

- по формуле  (1)  найти интервал, в котором сосредоточены все корни заданного уравнения,

- найти интервалы изоляции  корней  ,    и  , используя программу Excel,

- выбрав один из интервалов, определить начальное приближение корня  , которое бы удовлетворяло условию  (2),

- выполнить  в  MathCad  уточнение корня с точностью до    в соответствии с алгоритмом (3), при этом на каждом шаге следует проверять условие (4),

- результаты уточнения  занести в таблицу  , где  , а  n – номер шага,

- сделать выводы по работе.

Варианты исходных данных. Алгебраическое уравнение

 x3x2+Bx+C = 0         задано своими коэффициентами  A, B  и  C, представленными в таблице:  

A

B

C

A

B

C

1

-0.02

-1.2

-0.42

17

-1.51

0.25

0.17

2

-0.89

-0.16

0.11

18

-1.82

0.63

0.09

3

-1.28

0.17

0.13

19

-2,26

1,22

-0.11

4

-1.57

0.18

0.008

20

-2.72

1.96

-0.33

5

-1.19

-0.37

0.49

21

-3.44

3.33

-0.76

6

-2.48

1.66

-0.28

22

-1.37

-0.9

1.15

7

-1.72

0.56

0.042

23

-0.06

-1.39

-0.6

8

-0.3

-0.43

-0.04

24

-0.22

-1.13

0.32

9

-1.42

0.09

0.23

25

-1.56

-0.27

0.47

10

-2.12

0.8

0.27

26

-1.79

-0.74

0.06

11

0.46

-0.54

-0.11

27

1.5

-0.75

-0.13

12

0.19

-0.89

-0.28

28

-1.2

-0.48

0.06

13

0.11

-0.66

-0.15

29

-1.6

-0.84

0.14

14

-0.54

-0.74

-0.085

30

-1.82

-1.08

0.7

15

-1.32

-0.27

0.22

31

-3.38

0.68

0.51

16

-1.4

0.002

0.18

32

-0.78

-1.51

0.93

         Пример расчета.

1.Цель работы: Для заданного алгебраического уравнения третьего порядка найти три интервала изоляции, после чего, используя метод Ньютона, уточнить один корень с необходимой точностью.

2. Исходные данные.

x3x2+Bx+C = 0,     A = -0.240  B = -1.329  C = 0.433.

заданное  уравнение:  x3- 0,240x2- 1,329x+0,433 = 0,      

= 0.1 - погрешность при отделении  корня,  

= 10-8 - погрешность при  уточнении корня.

3. Результаты расчетов.

  1.  Поиск интервала для всех корней.  

<   R/  a0  +1

< 1.329 / 1 +1 = 2.329

< 2.329

    Все корни находятся в интервале:  [-2.3 ; 2.3]

  1.  Интервалы  изоляции, найденные с помощью Excel:

x1 [-1.2 ; -1.1],

x2  [0.3  ;0.4],

x3  [1.0  ;1.1] .

  1.  Определяем начальное приближение   в Mathcad

                       

   x0 = -1.2

  1.  Алгоритм решения методом Ньютона в Mathcad 

 (здесь показан первый шаг  n=1)

                            

  1.  Расчетная таблица

n

x

d

0

-1,20000000

0,00000000

1

-1,18716008

0,01283100

2

-1,18697818

0,00018180

3

-1,18697816

0,00000003

4

-1,18697816

0,00000000

  1.  Точное значение корня :         = -1.18697816

  4. Выводы по работе.  Выполняются студентом самостоятельно!


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38407. Економіка підприємств 217.5 KB
  Розкрийте сутність поняття економіка підприємства. Дайте загальну характеристику підприємства 3. Охарактеризуйте структуру підприємства 4 Назвіть І охарактеризуйте види підприємств згідно з кваліфікаційними ознаками. Система планів підприємства 12.
38409. Лекции по истории и праву Европейского Союза 863 KB
  Общие замечания о послевоенной обстановке в Западной Европе. Предпосылки к созданию ЕЭС. Отличие ЕЭС от большой семерки. Россия (СССР) и ЕЭС-предпосылки сотрудничества этих субъектов Международного права. Этапы создания ЕЭС
38411. Фінанси та їх сутність 103.56 KB
  Значну частину своїх функцій держава виконує завдяки державному бюджету. Значну частину своїх функцій держава виконує завдяки державному бюджету. Бюджетна система України це сукупність Державного бюджету та місцевих бюджетів побудована з урахуванням економічних відносин державного і адміністративнотериторіальних устроїв і врегульована нормами права. Згідно з Бюджетним кодексом бюджетна система України ґрунтується на таких принципах: 1 принцип єдності бюджетної системи України забезпечується єдиною правовою базою єдиною грошовою...
38412. Характеристика основных теорий кредита 34.87 KB
  не денежные вещественные блага; кредит представляет собой движение натуральных общественных благ и поэтому он есть лишь способ перераспределения существующих в данном обществе материальных ценностей; ссудный капитал тождественен действительному следовательно накопление ссудного капитала есть проявление накопления действительного капитала а движение первого полностью совпадает с движением производительного капитала; поскольку кредит выполняет пассивную роль то коммерческие банки являются лишь скромными посредниками. Ошибочность их взглядов...
38413. Основи цивільного права 1014 KB
  Місце цивільного права в системі правових галузей. Система та завдання курсу Цивільне та сімейне право як навчальної дисципліни. Загальна характеристика приватноправових систем зарубіжних країн. Цивільноправові відносини: поняття особливості елементи та види.
38414. Розірвання шлюбу 98 KB
  Але в цьому випадку також як і при укладанні шлюбу потрібно обоюдне волевиявлення тобто попросту кажучи ви повинні подати відповідну спільну заяву. Розірвання шлюбу відбувається в порядку позовного провадження тобто за участю обох сторін. У самому позові потрібно обовязково вказувати причини по яких сімя розпалася тобто причини розірвання шлюбу. Нове законодавство передбачає також вирішення у судовому процесі такого питання як присвоєння прізвища після шлюбу.