3854

Метод хорд і дотичних

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Метод хорд і дотичних Мета роботи: вивчити і засвоїти ітераційні методи розв’язування алгебраїчних і трансцендентних рівнянь. Короткі теоретичні відомості. Метод хорд. Метод хорд – метод лінійної інтерполяції (метод пропорційних частин, ме...

Украинкский

2012-11-09

135 KB

48 чел.

Метод хорд і дотичних

Мета роботи: вивчити і засвоїти ітераційні методи розв’язування алгебраїчних і трансцендентних рівнянь.

Короткі теоретичні відомості.

Метод хорд.

Метод хорд – метод лінійної інтерполяції (метод пропорційних частин, метод січних). Ідея методу полягає в тому, що на досить малому проміжку  дугу кривої  заміняють хордою, а за наближене значення кореня приймають точку перетину хорди з віссю Ох.

Значення функції визначаються в точках, які розташовані на осі Ох через рівні інтервали. Це робиться доти, поки кінці інтервалів ,  не будуть мати різні знаки. Тоді пряма, що проведена через ці дві точки, перетинає вісь абсцис у точці

                                               (1 )

Формула (1) відображає метод хорд, який є ітераційним методом першого порядку. Для досить малих проміжків  можна використати оцінку похибки

                                                 (2)

Рис. 1. Алгоритм методу половинного ділення.

Після цього знаходять значення f () і порівнюють його з f (). Надалі користуються  замість того значення, з яким воно збіглося за знаком. Якщо   ≤ ε , то вся процедура повторюється спочатку (рисунок 2). Алгоритм методу хорд подібний до попереднього, за винятком процедури оцінки .

Треба також враховувати, що в алгоритмі обчислень за цим методом контроль похибки проводиться за тим кінцем інтервалу, що рухається. В випадку, що показаний на рисунку1,  аналізуються послідовні наближення: на першому кроці x1 x2 ≤ ε , на другому – x1 x3 ≤ ε , на третьому – x3 x4 ≤ ε і т. д.

Похибка розв’язку оцінюється за формулою:

                                                         (3),

де M1 ,m1 – відповідно, найбільше та найменше значення модуля першої похідної на відрізку.

Рис. 2. Метод хорд.

Метод дотичних.

У методі дотичних здійснюється екстраполяція за допомогою дотичної до кривої в даній точці (рисунок 3):

В основі цього методу лежить розвинення функції в ряд Тейлора

Доданки, що містять h у другому і вищих степенях, відкидаються, внаслідок чого одержується наведена вище наближена формула для оцінки .

Швидкість збіжності цього алгоритму значною мірою залежить від вірного вибору початкової точки. Коли в процесі обчислень кут нахилу дотичної f′(x) перетворюється на нуль, застосування цього методу ускладнюється. Можна також показати, що у випадку дуже великих значень f′′(x) (опуклість функції) чи кратних коренів метод Ньютона стає неефективним.

Початкове наближення слід вибирати з умови

Похибка методу оцінюється як:

де M2 – найбільше за модулем значення другої похідної на інтервалі [ , ] .

Рис. 3. Метод дотичних.

Завдання лабораторної роботи

Знайти один із коренів рівняння f(x) = 0, використовуючи методи дотичних, хорд і простої ітерації з точністю . Вивести кількість ітерацій, необхідних для досягнення заданої точності для кожного з методів.

f(x)=x2-cos(5x)

Лістинг програми

#include <conio.h>

#include <iostream.h>

#include <math.h>

double f(double x)

{

return (x*x-cos(5*x));

}

double f1(double x)

{

return (2*x+5*sin(5*x));

}

double f2(double x)

{

return (2+25*cos(5*x));

}

int main()

{

  double a,b,c,exp=0.00001;

  cout<<"Vvedit znachennia"<<endl;

  cout<<"a="; cin>>a;

  cout<<"b="; cin>>b;

  {

do

  {

  c=a-f(a)/(f(b)-f(a))*(a-b);

  if (f(c)*f(a)>0) a=c;

  else b=c;

  }

while (fabs(f(c))>=exp);

  cout<<"Metod xord->"<<c<<"\n";

   }

   {

 if (f(a)*f2(a)>0) c=a;

  else c=b;

do

    {

      c=c-(f(c)/f1(c));

    }

while (fabs(f(c))>=exp);

   cout<<"Metod dotuchnux->"<<c<<"\n";

   }

getch();

return 0;

}

Вигляд програми

Висновок: на дані лабораторній роботі я вивчив два методи знаходження розвязку функції з значеннями на проміжку – це метод Хорд і метод Дотичних(метод Ньютона).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20478. Властивості сполучень (Трикутник Паскаля) 25.5 KB
  Ряди трикутника Паскаля умовно пронумеровані згори починаючи з нульового й числа в нижньому ряді відносно чисел у попередньому ряді завжди розміщені ступінчасто й навскіс. Кожне число в кожному ряді одержуємо додавши два числа розміщені вгорі зліва і справа. Наприклад перше число в першому ряді 0 1 = 1 тоді як числа 1 і 3 в третьому ряді утворюють число 4 в четвертому ряді: 1 3 = 4. Правило Паскаля стверджує: якщо kй біноміальний коефіцієнт в біноміальному ряді для x yn тоді для будьякого додатного цілого n і будьякого...
20479. Графічний метод відокремлення коренів 39.5 KB
  Найчастіше в додатках використовуються трансцендентні рівняння. Для відокремлення коренів можна ефективно використати ЕОМ. Проте слід памятати що дане твердження справедливе лише за умов монотонності на заданому відрізку і виборі достатньо малого кроку приросту аргументу з врахуванням характеристик. Слід аналізувати три можливості що можуть виникнути а саме: Якщо рис.
20481. Детальний розгляд критичних етапів життєвого циклу. Принципи структурного аналізу 34 KB
  Принципи структурного аналізу. Всі методології структурного аналізу базуються на ряді загальних принципів частина з яких регламентує організацію робіт на початкових етапах ЖЦ а частина використовується при виробленні рекомендацій щодо організації робіт. В якості двох базових принципів використовуються наступні: принцип розділяй і володарюй і принцип ієрархічного упорядкування. Перший є принципом вирішення важких проблем шляхом розбиття їх на безліч менших незалежних завдань легких для розуміння і вирішення.
20482. Совокупное предложение и кривая 94 KB
  Совокупное предложение базируется на производственных возможностях национальной экономики. Оно является функцией экономики от доступных на текущий момент факторов производства, технологии и уровня цен. В процессе анализа совокупного предложения важно различать совокупное предложение в краткосрочном и долгосрочном периодах.
20483. Діаграми “сутність-зв’язок”. Основні означення та терміни. Нотація Чена 55.5 KB
  Модель сутністьзв'язок ERмодель англ. Entityrelationship model або entityrelationship diagram модель даних яка дозволяє описувати концептуальні схеми за допомогою узагальнених конструкцій блоків. ERмодель це метамодель даних тобто засіб опису моделей даних. ERмодель зручна при проектуванні інформаційних систем баз даних архітектур комп'ютерних застосунків та інших систем моделей.
20484. Діаграми атрибутів. Категоризація сутностей 38 KB
  Діаграми випадків використання описують взаємозвязки і залежності між групою випадків використання і акторами що беруть участь у процесі. Важливо зауважити що діаграми випадків використання не призначено для показу компонування вони не можуть описати внутрішню структуру системи. Діаграми випадків використання призначено для полегшення обміну інформацією між майбутніми користувачами системи і замовником вони особливо корисні для визначення переліку можливостей які повинна мати система. За діаграмами випадків використання можна...
20485. Діаграми потоків даних. Основні означення та символи 29 KB
  Діаграма потоків даних англ. Data Flow Diagram графічне представлення потоків даних в інформаційній системі. Діаграма потоків даних також може використовуватись для представлення обробки даних структурна розробка.
20486. Закони булевої алгебри 28 KB
  Конюнкцією висловлень А і В називаємо висловлення А^В буде істинним тоді і тільки тоді коли обидва висловлення істинні. Дизюнкцією висловлень А і В називаються висловлення АvВ в якій буде істина тоді і лише тоді коли істинне хоча б одне із висловлень. Імплікацією висловлень А і В називається таке висловлення АВ яке буде хибне тоді і лише тоді коли А істинне В хибне. Заперечення висловлення А називається складне висловлення А яке буде істинне тоді і лише тоді коли А хибне і хибним тоді коли а істинне.