3868

Моделирование решения уравнений в среде электронных таблиц MS Excel

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Моделирование решения уравнений в среде электронных таблиц MS Excel Основная задача нашего сегодняшнего урока - это научиться решать уравнения различными методами, а также моделировать процесс решения определенного вида уравнений в зависимости от зн...

Русский

2012-11-09

74.9 KB

115 чел.

Моделирование решения уравнений в среде электронных таблиц MS Excel

Основная задача нашего сегодняшнего урока - это научиться решать уравнения различными методами, а также моделировать процесс решения определенного вида уравнений в зависимости от значений параметров, используя электронную таблицу MS Excel.

Например, можно исследовать, как меняются корни квадратного уравнения в зависимости от значений коэффициентов и свободного члена.

Построим модель для решения уравнений F(x)=0 с помощью табличного, алгебраического, графического и численного методов. Исследуем зависимость корней уравнения от изменения параметров функции F(x).

Корнями уравнения F(x)=0 являются точки пересечения функции F(x) с осью Х. Поэтому график функции, построенный на определенном интервале, может сразу показать наличие корней уравнения на этом интервале и их приближенное численное значение.

Моделирование решения квадратных уравнений  ax2+bx+c=0.

На чистом листе Excel внесем обозначения параметров квадратного уравнения a, b, с и дискриминанта D в ячейки A2,B2,C2,D2.

Присвоим ячейке А3 имя А, В3 имя В, С3 имя С, D3 имя D командой: Вставка - Имя - Присвоить.

Внесем в эти ячейки значения параметров квадратного уравнения           : 1, 8, -2 в ячейки A3, B3, C3 и формулу вычисления дискриминанта = B^2-4*A*C в ячейку D3. Проанализируем зависимость корней от дискриминанта.

1. Табличный метод. Внесем в ячейки А6:А26 числовой ряд от -10 до 10 шагом 1. В ячейку B6 внесем формулу = A*A6^2+B*A6-C и размножим вниз до В26. Проанализируем полученные в таблице результаты. Создадим копию листа.

2. Графический метод. Выделим диапазон А5:В26 и запустим Мастер диаграмм. На первом шаге выберем тип диаграммы "Точечная", вид в виде линии и нажмем Готово. Проанализируем полученный график функции и корни уравнения.

3. Алгебраический метод. Внесем известные из математики формулы вычисления корней

квадратного уравнения: =(-B+КОРЕНЬ(D))/(2*A)  и =(-B-КОРЕНЬ(D))/(2*A)

Решение можно получить с высокой степенью точности (в десятичном или экспоненциальном форматах)

4. Численный метод. Внесем в таблицу значения переменной Х на концах интервала 10 и -10 и справа формулу для вычисления F(X), как показано на листе Квадратные уравнения

Установим курсор на ячейке с формулой и выполним команду Сервис - Подбор параметра. Установим в ячейке Е13 значение 0 (F(X)=0) изменяя значение ячейки с аргументом Х. Тем самым будут приближенно вычислены корни уравнения F(X)=0.

Аналогичные действия произведем в ячейке Е14 и найдем второе численное значение корня уравнения. При численном решении Excel не предоставляет нам право выбора численного метода, а реализует собственный встроенный метод

Решите уравнения: Х2-4=0 и Х2-Х+2=0.

5. Моделирование решений алгебраических уравнений через команду Поиск решения на примере квадратных уравнений  ax2+bx+c=0

a

b

c

D

 

1

8

-2

72

 

6. Численный метод решения через команду Сервис - Поиск решения

 

x

f(x)

x

минимум

 

0,242640667

- 0,0000

- 4,0000

- 18,0000

 

 

 

 

 

 

Эта же команда позволяет найти минимум и максимум функции F(X)

 

7. Обратная задача: моделирование подбора значений коэффициентов квадратного уравнения по заданному значению корня командой Сервис - Поиск решения

x

f(x)

 

 

 

5

63

 

 

 

 

 

 

 

 

 Задание 1. Аналогично рассмотренным методам решения квадратных уравнений решите средствами Excel

ИРРАЦИОНАЛЬНОЕ уравнение


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32775. Статистическое толкование энтропии 31 KB
  Рассматривая Вселенную как изолированную систему и распространяя на неё второй закон термодинамики Р. Из сказанного в предыдущем разделе следует что к Вселенной в целом как изолированной системе F = 0 второе начало термодинамики неприменимо по определению. При этом второй закон термодинамики формулируется следующим образом: природа стремится от состояния менее вероятного к состоянию более вероятному. Таким образом являясь статистическим законом второй закон классической термодинамики выражает закономерности хаотического движения большого...
32776. Термодинамические потенциалы. Направление течения процессов в неравновесных состояниях 33.5 KB
  Потенциалы термодинамические определённые функции объёма V давления р температуры Т энтропии S числа частиц системы N и др. К Потенциалы термодинамические относятся: внутренняя энергия U = U S V N xi; энтальпия Н = Н S р N xi; Гельмгольцева энергия свободная энергия или изохорноизотермический потенциал обозначается А или F F = F V T N xi Гиббсова энергия изобарноизотермический потенциал обозначается Ф или G G = G p Т N xi и др. Зная Потенциалы термодинамические как функцию указанных...
32777. Термодинамика необратимых процессов. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Опытные законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения 48.5 KB
  Термодинамика необратимых процессов. ТЕРМОДИНАМИКА НЕОБРАТИМЫХ ПРОЦЕССОВ неравновесная термодинамика изучает общие закономерности поведения систем не находящихся в состоянии термодинамического равновесия. процессов изменение энтропии системы dS равно: где deS = Q T внешнее изменение энтропии связанное с обратимым теплообменом с окружающей средой Qбесконечно малое колво теплоты Tабс. тра diS внутреннее изменение энтропии обусловленное самопроизвольным протеканием в системе необратимых процессов.
32778. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МАЯТНИКА ОБЕРБЕКА 3.8 MB
  Определить момент инерции системы тел. Исследовать зависимость углового ускорения от величины момента приложенных сил с учётом сил трения. 2 Угловая скорость и угловое ускорение для всех точек тела одинаковы в данный момент времени однако для различных точек тела линейные скорости движения по окружности разные так как зависят от расстояния R точки до оси вращения. Сила равнодействующая внешних и внутренних сил приложенных к iму элементарному объему телу создаёт относительно произвольно взятой точки на оси вращения момент силы ...
32779. Определение коэффициентов трения качения и скольжения методом наклонного маятника 201 KB
  Северодвинске ФАКУЛЬТЕТ: IV КАФЕДРА: ФИЗИКИ Лабораторная работа Определение коэффициентов трения качения и скольжения методом наклонного маятника Северодвинск 2007 Лабораторная работа ФМ 16 Наклонный маятник Ι. Цель работы Цель работы: определение коэффициентов трения качения и трения скольжения. Основные теоретические положения При относительном перемещении двух соприкасающихся тел или при попытке вызвать такое перемещение возникают силы трения. Различают три вида трения возникающего при контакте твердых тел: трение скольжения покоя и...
32780. Изучение законов сохранения импульса 538.5 KB
  Определить коэффициенты восстановления скорости и энергии для случая частично упругого удара. Существует два предельных вида удара: абсолютно упругий и абсолютно неупругий. Абсолютно упругим называется такой удар при котором механическая энергия тел не переходит в другие немеханические виды энергии а размеры и форма тел полностью восстанавливаются после удара. Абсолютно неупругим ударом называется такой удар при котором размеры и форма тел не восстанавливаются после удара.
32781. Определение коэффициентов восстановления скорости и энергии шаров 150.23 KB
  Схема лабораторной установки схема проведения эксперимента Установка включает в свой состав: 1 основание; 2 вертикальную стойку; 3 верхний кронштейн; 4 корпус; 5 электромагнит; 6 нити для подвески металлических шаров; 7 провода для обеспечения электрического контакта шаров с клеммами 10. Основание снабжено тремя регулируемыми опорами 8 и зажимом 9 для фиксации вертикальной стойки 2 выполненной из металлической трубы ; на верхнем кронштейне 3 предназначенном для подвески шаров расположены узлы регулировки обеспечивающие...
32782. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ ПРИ ПОМОЩИ КАТЕТОМЕТРА 1.2 MB
  ЦЕЛЬ И МЕТОД РАБОТЫ научиться работать с катетометром В 630; определить плотность жидкости с помощью катетометра используя метод сообщающихся сосудов. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ Плотность жидкости можно определить с помощью сообщающихся сосудов. 1 поверх жидкости известной плотности  наливают в оба колена исследуемую жидкость неизвестной плотности .
32783. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ ПОСТОЯННОЙ 532 KB
  ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ На базе экспериментальных законов БойляМариотта ГейЛюссака Шарля Клапейрон установил что для разреженных газов выполняется соотношение 1 где P давление газа Па V объем газа м3 T абсолютная температура К C газовая постоянная зависящая от массы газа.=1013105 Па и T=273 К один моль любого газа занимает один и тот же объем равный =224 литра=224102 м3 поэтому для одного моля газа из соотношения 1 получаем: или 2 где величина R=831 одинакова для всех...