86868

Табулирование функций

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Основные понятия Табулирование функции это вычисление значенй функции при изменении аргумента от некоторого начального значения до некоторого конечного значения B с определенным шагом H. С помощью табулирования можно хотя и очень грубо найти минимум или максимум функции.

Русский

2015-04-11

113.5 KB

8 чел.

абораторная работа №5  OpenOffice Calc

Лабораторная работа №5

Табулирование функций

1. Основные понятия

Табулирование функции - это вычисление значенй функции при изменении аргумента от некоторого начального значения (A) до некоторого конечного значения (B) с определенным шагом (H). Именно так составляются таблицы значений функций, отсюда и название - табулирование. Необходимость в табулировании возникает при решении достаточно широкого круга задач. Например, при численном решении нелинейных уравнений  f(x) = 0, путем табулирования можно отделить (локализовать) корни уравнения, т.е. найти такие отрезки, на концах которых, функция имеет разные знаки. С помощью табулирования можно, хотя и очень грубо, найти минимум или максимум функции. Иногда случается так, что функция не имеет аналитического представления, а ее значения получаются в результате вычислений, что часто бывает при компьютерном моделировании различных процессов. Если такая функция будет использоваться в последующих расчетах (например, она должна быть проинтегрирована или продифференцирована и т.п.), то часто поступают следующим образом: вычисляют значения функции в нужном интервале изменения аргумента, т.е. составляют таблицу (табулируют), а затем по этой таблице строят каким-либо образом другую функцию, заданную аналитическим выражением (формулой). Необходимость в табулировании возникает также при построении графиков функции на экране компьютера.

2. Постановка задачи

Итак, пусть необходимо протабулировать функцию f(x)=exp(-x2) на интервале [-2, 2] с шагом 0,1.

3. Решение

Создайте новую рабочую книгу OpenOffice Calc и назовите ее Лаб.раб.5.

"Лист1" переименуйте в "Табулирование", создайте таблицу в соответствии с рис. 1.

Рис.1

В ячейке В3 укажите шаг дискретизации «0,2». В ячейку В5– начало дискретизации «-2».

Для вычисления значений аргументов функции в ячейку В6 впишите формулу для расчета Х:

=B5+B$3.

Обратите внимание, указатель на значение шага дискретизации (ячейка В3) должен быть абсолютным (В$3).

Испульзуя автозаполнение скопируйте значение ячейки B6 вниз до ячейки В25 (рис.2).

Рис.2.

Таким образом получили значения аргумента функции X в диапазоне от -2 до 2 с шагом дискретизации 0,2.

Для вычисления значений функции необходимо в ячейку С5 вписать исследуемую функцию:

=EXP(-B5*B5).

Используйте для этого Мастер Функций->Математические.

Используя автозаполнение скопируйте содержимое ячейки C5 вниз до ячейки С25.

В формате ячеек С5:С25 укажите вывод дробной части 4 знака после запятой (рис.3).

Рис.3.

Получили таблицу значений функции f(x)=exp(-x2)  на интервале от -2 до 2 с шагом 0,2.

График функции

Имея значения функции в точках можно построить ее график. Для этого необходимо выделить диапазон ячеек С4:С25, запустить Мастер Диграмм. Выберите тип диаграммы: Линия (Только линии), Сглаживание линий. Перейдите к настройкам "Ряды данных" нажав на кнопку Далее два раза. В поле "Ряд данных-> Категории" укажите диапазон значений Х для подписи данных на графике: $Лист1.$B$5:$B$25. Получили график данной функции (рис.4.).

Рис.4.

Поиск экстреммумов функции

Приближенные значения минимума и максимума функции на указанном интервале можно найти используя встроенные в Ooo Calc функции MIN и MAX.

Для этого в ячейку С28 используя Мастер функций необходимо вписать формулу:

=MIN(C5:C25).

А в ячейку С29:           =MAX(C5:C35)

Получили приближенное значение минимума и максимума функции на интервале [-2, 2] (рис.5).

Рис.5.

Создайте 2 стиля: «Минимум» - цвет фона синий, и «Максимум» - цвет фона красный.

Испульзуя условное форматирование задайте формат ячеек «Минимум» если значение ячейки равно значению ячейки С28, и формат «Максимум» если значение равно С29 (рис.6).

Рис.6.

Интегрирование функции

Для приближенного интегрирования функции используем численный метод "Левых прямоугольников", в котором значение интеграла заменяется суммой:

где a, b – интервал интегрирования, n – количество интервалов разбиения функции, x1=a, xn=b, xi=a + (i-1)*h, h=(b-a)/n – шаг дискретизации, f(xi) – значения функции в i-й точке дискретизации.

В ячейку С31 впишите формулу:

=SUM(C5:C24)*B3

Обратите внимание, в диапазон суммирования не входит последнее значение функции в точке f(B).

Рис.7.

Задания для самостоятельной работы

3 / 3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17081. Формули Н’ютона через кінцеві різниці 50 KB
  Лабороторна робота №6 Тема. Формули Нютона через кінцеві різниці Мета. Навчитися обчислити значення функції при даному значенні аргумента використовуючи формули Нютона через кінцеві різниці. Обладнання. Лист формату А4 ручка олівець програмне забезпечення С...
17082. Знаходження інтегралу за формулами трапецій 64 KB
  Лабораторна робота № 10 Тема. Знаходження інтегралу за формулами трапецій. Мета. навчитися знаходити значення інтегралу за формулами трапецій. Скласти програму. Устаткування: папір А4 ручка ПК програмне забезпечення С. Хід роботи 1. Правили техніки безпеки. ...
17083. Метод Крилова побудови власного багаточлена матриці 66 KB
  Лабораторна робота №18 Тема. Метод Крилова побудови власного багаточлена матриці. Мета. Навчитися знаходити власний багаточлен матриці методом Крилова. Устаткування: лист формату А4 ручка програмне забезпечення Borland C Хід роботи Правила техніки безпеки ...
17084. Знаходження власних чисел і векторів матриці по методу Крилова 57.5 KB
  Лабораторна робота №19 Тема. Знаходження власних чисел і векторів матриці по методу Крилова. Мета: навчитися знаходити власні числа і вектори матриці по методу Крилова. Устаткування: лист формату А4 ручка С . Хід роботи Правила техніки безпеки Теоретичн
17085. Знаходження розв’язку системи лінійних рівнянь методом ітерацій, складання алгоритму 78 KB
  Лабораторна робота №2122 Тема. Знаходження розвязку системи лінійних рівнянь методом ітерацій складання алгоритму. Мета. Навчитися вирішувати систему лінійних рівнянь методом ітерацій с заданою точністю скласти алгоритм. Устаткування: папір формату А4 ПК С Х...
17086. Знаходження розв’язку системи лінійних рівнянь методом Зейделя 64.5 KB
  Лабораторна робота №23 Тема. Знаходження розвязку системи лінійних рівнянь методом Зейделя Мета. Навчитися вирішувати систему лінійних рівнянь методом Зейделя с заданою точністю; скласти програму. Устаткування: папір формату А4 ПК С Хід роботи Правила те...
17087. Метод Рунге-Кутта вирішення задачі Коші. Складання програми 156 KB
  Лабораторна робота №27 Тема. Метод РунгеКутта вирішення задачі Коші. Складання програми. Мета. Навчитися вирішувати задачу Коші методом РунгеКутта; скласти програму. Устаткування: папір формату А4 ПК програмне забезпечення Borland С. Хід роботи Вирішити задачу
17088. Екстраполяційний метод Адамса розв’язання задачі Коші 36.5 KB
  Лабораторна робота №28 Тема. Екстраполяційний метод Адамса розвязання задачі Коші. Мета. Навчитися знаходити розвязок диференційного рівняння екстраполяційним методом Адамса. Устаткування: папір формату А4 ручка калькулятор ПЗ С . Хід роботи Правила
17089. Знаходження коренів нелінійного рівняння ітераційним методом 24.5 KB
  Лабороторна робота № 20 Тема. Знаходження коренів нелінійного рівняння ітераційним методом. Мета: навчитися вирішувати нелінійні рівняння методом ітерацій скласти програму. Обладнання: ПК програмне забезпечення С бумага формат А4 ручка. Хід роботи Пр