Файл: Лабораторная работа 1 Применение базовых средств пакета mathcad для решения нелинейных уравнений Казак И. А.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.02.2024

Просмотров: 135

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

2) Расчет трех итераций

Для получения решения уравнения методом Ньютона воспользуемся следующей рекуррентной формулой:





Представим вычисления в виде следующей табл. 1-2б.


k

Xk

f(xk)

0

2

5.694

1

1.02

-0.842

2

1.126

-0.021

3

1.129

-1.212 •10-5

3) Погрешность численного решения нелинейных уравнений
Оценим погрешность после трех итераций:



ОТВЕТ: после 3-х итераций корень уравнения равен

x3 r = 1.129 0,000005


Метод хорд
1) Исследование задания.

  • Необходимые и достаточные условия сходимости аналогичны методу Ньютона, а именно:

непрерывна на [a;b] и ;

и отличны от нуля и сохраняют знаки для .

В нашем случае на отрезке [1;2] требования сходимости выполняются.

  • Выбор начального приближения. Вид рекуррентной формулы зависит от того, какая из точек a или b является неподвижной. Неподвижен тот конец отрезка [a;b], для которого знак функции f(x)совпадает со знаком ее второй производной. Тогда второй конец отрезка можно принять за начальное приближение к корню, то есть точку х0.


Рекуррентная формула метода хорд:
где - неподвижная точка.

На этапе отделения корня было показано, что для функции вторая производная <0 на отрезке [1;2] и, следовательно, неподвижной точкой является точка x=a=1, так как .

Таким образом, полагая =b=2, получим сходящуюся последовательность приближений к корню.

В рассматриваемой задаче рекуррентная формула принимает следующий вид



  • Условие окончания процесса уточнения корня.Оценку погрешности можно проводить по любой из формул или , где m1 и M1 – наименьшее и наибольшее значения на отрезке. В случае, если M1<m1 можно использовать правило останова



2) Расчет трех итераций

Для получения решения уравнения методом хорд воспользуемся следующей рекуррентной формулой:

= 0.





Результаты вычислений представлены в виде следующей таблицы:

n

Xn

f(xn)

0

2

5.694

1

1.149

0.154

2

1.129

4.433 •10-3

3

1.129

1.278•10-4



3) Погрешность численного решения нелинейного уравнения

Погрешность результата, вычисленного методом хорд, оцениваем по формуле
. Тогда после трех итераций



ОТВЕТ: после 3-х итераций корень уравнения равен

x3 r = 1.129 0,0002


4. Решение уравнения встроенными средствами MathCad
Для решения нелинейных уравнений вида f(x) = 0 в Mathcad используется вариант встроенной функции root(f(x), x, a, b), где f(x) – имя функции, стоящее в левой части решаемого уравнения, x – аргумент функции, a и b –границы отрезка с корнем. В приведенном ниже примере z - имя переменной, которой присваивается найденное значение корня.




0>0>