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.
|