ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.03.2025

Просмотров: 96

Скачиваний: 1

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

6

N

A

b

N

A

b

N

A

b

2

0

2

47

394

8

2

1

98

115

6

5

117

10

664

13

1

29

2

1

164

14

2

4

70

6

354

15

3

10

0

97

738

2

4

95

8

815

9

99

0

6

132

85

2

7

2

299

126

3

3

10

35

101

6 10 4

263

5

120

8

1

572

104

3

8

3

813

3

109

7

4

248

91

4

3

9

544

16

8

3

9

129

803

17

57

6

1

1

56

18

7

8

8

142

34

1

1

48

2

124

6

9

10

156

1574

1

3

72

9

141

8

121

6

5

709

10

3

69

1

83

8

133

7

9

99

1

2

5

59

213

90

1

1

10

774

2

3

2

69

409

19

69

5

6

3

84

20

6

1

8

81

230

21

4

117

8

2

121

2

4

69

6

614

3

90

10

2

107

137

6

6

9

750

7

108

2

7

977

2

2

75

10

325

7

3

87

8

267

10

2

88

1

145

10

128

2

7

1192

5

8

91

2

278

22

6

3

2

79

505

23

2

7

65

0

585

24

1

134

10

7

1093

83

5

8

3

863

7

3

4

76

218

1

7

9

94

26

1

90

2

6

514

121

10 6 6

247

87

1

9

3

551

10

6

128

3

541

4

9 10 147

262

0

5

7

104

165

25

9

5

1

113

320

26

5

67

4

3

563

27

1

114

7

7

893

79

4

3

0

521

132

6

10

2

732

8

8

149

6

429

4

64

1

2

547

4

7

107

9

272

114

1

8

7

579

5

104

9

2

678

57

2

2

7

506

4

2

3

65

75

28

83

4

6

4

239

29

6

8

8

137

806

30

10

1

95

1

647

0

5

6

76

69

7

125

7

3

970

100

4

7

8

742

7

4

75

3

535

8

1

77

5

130

1

72

9

4

78

Задание 11.

Выполнить три итерации по методу Зейделя для системы уравнений

Ax = b (не переставляя строк). В

качестве начального приближения взять нулевой вектор. Изобразить графически поведение итерационного процесса. Сопоставить его сходимость с выполнением достаточных условий сходимости метода.

N

A

b

N

A

b

N

A

b

N

A

b

N

A

b

1

2

1

10

2

5

2

20

3

1

4

1

4

5

5

20

5

2

2

6

1

2

4

2

2

10

4

1

5

5

5

20

2 2

10

6

5

5

25

7

3

5

12

8

1

5

2

9

4

5

8

10

4

1

20

5

5

10

5

3

6

5

1

1

5

4

16

1

4

4

11

1

5

3

12

1

3

2

13

3

2

9

14

2

5

4

15

4

5

16

5

1

5

3

1

5

2

3

12

5

2

2

5

5

25

16

5

2

10

17

2

4

10

18

2

2

8

19

1

1

1

20

4

3

12

5

5

10

4

2

2

2

1

2

3

1

5

4

4

4

21

4

4

12

22

5

5

15

23

1

3

2

24

2

2

8

25

2

2

6

4

4

12

3

5

15

3

3

12

2

2

4

2

2

6

26

3 3

9

27

1

5

5

28

3 3

15

29

3

3

15

30

3

1

3

3 3

15

1

1

2

3 3

3

3

3

3

1

3

9


7

Задание 12.

Функция y = y(x) задана таблицей своих значений. Применяя метод наименьших квадратов, приблизить

функцию многочленами 1-й и 2-й степеней. Для каждого приближения определить величину среднеквадратичной погрешности. Построить точечный график функции и графики многочленов.

N

таблица

N

таблица

1

x

-2

-1

0

1

2

2

x

-2,2

-1,1

0

1,1

2,2

y

1,3

3,1

6,5

4,4

4

y

0,2

1,8

2,2

3,3

6,9

3

x

-3,6

-1,8

0

1,8

3,6

4

x

-3,6

-1,8

0

1,8

3,6

y

-4

-7,9

-11

-13,6

-17,1

y

1,7

-1,4

-3,5

-4,7

-7,9

5

x

-4,4

-2,2

0

2,2

4,4

6

x

-5,8

-2,9

0

2,9

5,8

y

-3,5

-1,4

-3,6

-5,5

-7,8

y

-3

-0,4

-4,1

-6,5

-8,2

7

x

-5,6

-2,8

0

2,8

5,6

8

x

-5,8

-2,9

0

2,9

5,8

y

1,7

3

3,6

5,8

9,5

y

-2,1

0,7

4,4

5,7

7

9

x

-4,4

-2,2

0

2,2

4,4

10

x

-4,4

-2,2

0

2,2

4,4

y

1,4

-0,7

-4,4

-7,2

-10,3

y

-1,5

-1,7

-2,6

-3,3

-7

11

x

-1,6

-0,8

0

0,8

1,6

12

x

-4

-2

0

2

4

y

0,9

-1,1

-1,2

-1,5

-1,7

y

1,2

-1,6

-5,2

-7,4

-11,2

13

x

-5

-2,5

0

2,5

5

14

x

-2,4

-1,2

0

1,2

2,4

y

-3,1

-3,3

-7,1

-10,8

-14,6

y

-2,7

-5,4

-6,4

-5

-2,2

15

x

-1,6

-0,8

0

0,8

1,6

16

x

-4

-2

0

2

4

y

-3,4

-3,1

-0,9

-0,2

-0,1

y

1

-0,8

-1,7

-1,7

-4,7

17

x

-4,4

-2,2

0

2,2

4,4

18

x

-5,2

-2,6

0

2,6

5,2

y

-3

-3

-6,6

-4,8

-4,2

y

-3,4

-6,1

-3,1

-0,6

-0,3

19

x

-2,2

-1,1

0

1,1

2,2

20

x

-3

-1,5

0

1,5

3

y

2,9

2,7

-1,1

-2

-4,1

y

1,7

-1,8

-2,1

-1

0,1

21

x

-3,4

-1,7

0

1,7

3,4

22

x

-4,2

-2,1

0

2,1

4,2

y

-3,1

-3,6

-5,6

-2,7

-0,4

y

-1,6

-4,8

-6,9

-5,8

-2,1

23

x

-3

-1,5

0

1,5

3

24

x

-2

-1

0

1

2

y

-0,5

-1,6

-4,1

-7,2

-9,8

y

-2,9

-6,4

-8,1

-5,1

-4,1

25

x

-4,4

-2,2

0

2,2

4,4

26

x

-4,6

-2,3

0

2,3

4,6

y

-0,2

-0,5

-3,6

-6,9

-8,7

y

-1,9

-1

-4,7

-6,7

-8,5

27

x

-2,2

-1,1

0

1,1

2,2

28

x

-3,8

-1,9

0

1,9

3,8

y

-0,3

3,4

6,6

7,6

10

y

-3,5

-4,6

-1,5

-1

0,8

29

x

-1,6

-0,8

0

0,8

1,6

30

x

-5,4

-2,7

0

2,7

5,4

y

-1,5

-1,1

2,2

3,4

3,8

y

-4

-4,6

-4,8

-5,6

-9,3

Задание 14.

Для функции y = y(x), заданной таблицей своих значений, построить интерполяционные многочлены в форме Лагранжа и Ньютона. Используя их, вычислить приближенное значение функции в точке x0.

N

таблица

x0

N

таблица

x0

N

таблица

x0

1

x

-1

0

1

2

-0,56

2

x

-1

0

1

2

-0,79

3

x

-4

-3

-2

-1

-3,65

y

2

1

0

4

y

-1

0

1

-2

y

-4

0

1

-3


8

N

таблица

x0

N

таблица

x0

N

таблица

x0

4

x

2

3

4

5

2,17

5

x

-4

-3

-2

-1

-2,35

6

x

2

3

4

5

2,15

y

0

4

4

2

y

0

2

-1

-3

y

-5

-5

0

1

7

x

1

2

3

4

1,24

8

x

-1

0

1

2

-0,38

9

x

-1

0

1

2

0,29

y

4

0

-5

2

y

-4

0

4

1

y

1

4

0

-3

10

x

0

1

2

3

0,3

11

x

1

2

3

4

2,8

12

x

-5

-4

-3

-2

-3,27

y

-1

3

0

3

y

1

0

1

-4

y

1

0

-2

-2

13

x

-3

-2

-1

0

-2,37

14

x

0

1

2

3

0,17

15

x

4

5

6

7

5,34

y

0

1

3

1

y

4

0

4

-3

y

0

2

3

-2

16

x

1

2

3

4

2,59

17

x

0

1

2

3

0,56

18

x

-4

-3

-2

-1

-3,34

y

0

-3

-1

-3

y

-2

-2

0

3

y

0

-5

-3

-1

19

x

1

2

3

4

1,87

20

x

-5

-4

-3

-2

-3,29

21

x

2

3

4

5

3,44

y

0

1

3

1

y

0

-5

-1

-5

y

0

1

2

-1

22

x

3

4

5

6

3,29

23

x

-4

-3

-2

-1

-3,47

24

x

3

4

5

6

4,65

y

0

1

3

1

y

-3

0

-5

1

y

0

-2

3

4

25

x

-1

0

1

2

0,43

26

x

2

3

4

5

2,74

27

x

-2

-1

0

1

-1,41

y

1

0

1

-1

y

-2

0

4

1

y

3

-1

0

1

28

x

-5

-4

-3

-2

-4,64

29

x

-3

-2

-1

0

-2,54

30

x

1

2

3

4

1,39

y

2

0

2

4

y

2

-2

0

1

y

4

-1

0

-4

Задание 15.

Для функции y = y(x), заданной таблицей своих значений, построить интерполяционный многочлен Нью-

тона. С его помощью вычислить приближенное значение функции в точке x0 и оценить практически погреш- ность приближения. Записать результат с учетом погрешности.

N

таблица

x0

N

таблица

x0

N

таблица

x0

1

x

-3

-1

1

3

5

1,81

2

x

-8

-6

-4

-2

-1

-3,59

3

x

0

2

4

6

7

4,11

y

-3

-3

4

4

-2

y

1

4

2

2

2

y

4

0

-3

4

1

4

x

-8

-7

-5

-3

-1

-4,24

5

x

-5

-3

-2

0

2

-2,14

6

x

-6

-5

-3

-2

-1

-5,79

y

-5

-2

2

-1

3

y

-2

-1

1

4

1

y

-1

-4

3

-5

-3

7

x

-3

-2

-1

1

2

-0,89

8

x

-3

-1

0

2

4

-2,62

9

x

-7

-6

-4

-2

0

-3,67

y

4

-3

2

-4

4

y

4

2

1

-1

3

y

1

-2

2

1

-1

10

x

-6

-4

-3

-2

-1

-3,62

11

x

-4

-3

-1

0

2

-0,38

12

x

0

2

4

6

7

0,85

y

-5

1

2

3

-1

y

-3

3

-2

-4

3

y

-3

-5

1

-3

-2

13

x

0

2

4

6

8

4,15

14

x

0

1

3

4

6

0,26

15

x

-2

-1

1

3

5

1,88

y

-3

4

1

3

-4

y

1

0

-2

-1

-4

y

1

0

1

-4

3

16

x

-2

-1

1

2

4

-0,78

17

x

0

1

2

4

5

0,28

18

x

-7

-5

-3

-1

1

-2,45

y

-2

-2

2

-3

3

y

-2

-1

-4

1

0

y

4

0

-2

-3

-2

19

x

-2

-1

0

1

2

0,73

20

x

-2

0

1

3

5

1,26

21

x

-9

-7

-6

-4

-3

-6,63

y

0

2

-5

2

-4

y

-1

2

-1

-3

4

y

2

0

-5

2

0

22

x

0

1

2

4

6

0,31

23

x

-7

-6

-5

-3

-1

-5,87

24

x

-3

-1

0

2

4

-0,65

y

-4

0

-4

4

-3

y

0

-5

3

1

0

y

2

0

0

3

3

25

x

-7

-6

-4

-3

-1

-5,36

26

x

-5

-3

-1

1

2

-2,68

27

x

-5

-3

-2

0

2

-4,87

y

-3

4

4

-2

3

y

2

4

-5

1

1

y

-5

2

0

-1

3


9

N

таблица

x0

N

таблица

x0

N

таблица

x0

28

x

-9

-8

-7

-5

-4

-6,81

29

x

-2

-1

1

2

3

1,37

30

x

-8

-6

-4

-3

-2

-5,47

y

-1

-1

1

4

-5

y

-2

1

-5

4

0

y

2

-4

-4

4

-3

Задание 17.

b

Вычислить приближенное значение интеграла

as f(x) dx, используя квадратурные формулы: а) централь-

ных прямоугольников с шагом h = 0:4; дать априорную оценку погрешности; б) трапеций с шагами

h = 0:4

и h = 0:2; оценить погрешность последнего результата по формуле Рунге и уточнить последний результат по Рунге; в) Симпсона с шагом h = 0:4.

УКАЗАНИЕ. Промежуточные результаты вычислять с шестью значащими цифрами. Аргументы тригонометрических функций вычислять в радианах.

N

f(x)

a

b

N

f(x)

a

b

N

f(x)

a

b

1

esin2 x

2,2

3,8

2

ecos2 x

1,2

2,8

3

sin(1=x)

4,5

6,1

e 0:5x2

x cos p

x ln x

3,6

5,2

4

4,9

6,5

5

x

2,3

3,9

6

p1 + x

7

x + p

cos(1=x2)

ecos(1=x)

3,5

5,1

x

2,3

3,9

8

4,6

6,2

9

10

p

4,9

6,5

11

sin x

4,3

5,9

12

e sin(1=x)

1,4

3

ln(1 + x)

x

x

13

p

3,1

4,7

14

4,2

5,8

15

1

sin( 1 + x)

cos(1=x)

cos

p

2,9

4,5

x

16

arctg x

4,9

6,5

17

4 cos(0:02x3)

3,3

4,9

18

sin(0:5x2)

2,5

4,1

x

19

x arctg x

0,7

2,3

20

ecos x

1,4

3

21

e 0:1=x

1,5

3,1

p

x

e0:5xp

e1=x

x

22

4,3

5,9

23

x

1,1

2,7

1 + e x

4,4

6

24

25

e arctg x

4

5,6

26

x(sin x

cos x)

4,7

6,3

27

ln(1 + x2)

2,4

4

28

sin(1=x2)

0,5

2,1

29

e 0:2 sin x

1,2

2,8

30

p

3,2

4,8

e0:6=(x x)

Задание 18.

b

Дан интеграл вида s(c0 + c1x + c2x2 + c3x3 + c4x4)dx. Используя априорную оценку погрешности формулы

a

центральных прямоугольников, определить шаг интегрирования, достаточный для достижения точности " = 0:01, и вычислить интеграл c этим шагом. Вычислив точное значение интеграла, подтвердить достижение

указанной точности.

N

a

b

c0

c1

c2

c3

c4

N

a

b

c0

c1

c2

c3

c4

1

-1,2

-0,7

4

-3

1

-1

4

2

0,1

0,6

2

-3

-2

-4

3

3

0,5

1

-2

-5

-2

-5

2

4

-0,9

-0,4

4

-5

0

0

-3

5

0,2

0,7

-4

1

4

-5

4

6

-0,5

0

-2

-4

-2

-1

-5

7

0,7

1,2

-3

-4

-4

-5

4

8

1,2

1,7

-2

2

-4

-3

-2

9

-0,1

0,4

-5

1

-4

0

3

10

-0,5

0

-3

-4

2

1

-3

11

-0,2

0,3

-2

-4

4

2

0

12

0,2

0,7

-1

-5

2

-1

-3

13

-1,4

-0,9

-2

1

2

0

-1

14

1,3

1,8

0

-2

-5

-2

-1

15

1,4

1,9

-1

-1

2

-3

-4

16

-0,3

0,2

-5

0

0

-1

4

17

-0,1

0,4

-4

4

2

0

3

18

-1,5

-1

-1

-2

1

0

-4

19

1,3

1,8

-1

2

1

-1

-4

20

0,6

1,1

4

3

0

-2

-3

21

-0,4

0,1

3

2

4

-5

-3

22

0,2

0,7

-4

-3

0

-5

4

23

-0,2

0,3

-1

-4

3

-3

0

24

-2

-1,5

1

-4

2

-5

-5

25

-0,3

0,2

-4

2

-3

4

4

26

0,5

1

3

1

0

0

3

27

0,3

0,8

-3

3

-5

3

1

28

1

1,5

-5

1

-3

-2

-5


10

N

a

b

c0

c1

c2

c3

c4

N

a

b

c0

c1

c2

c3

c4

29

1,4

1,9

-4

2

-1

1

4

30

-0,2

0,3

3

-2

0

0

3

Задание 20.

Вычислить центральную и правую разностные производные функции f(x) с шагом h = 0:1 в точке

a + b

x0 = 2 . (Функция и величины a и b даны в задании 17). Выполнить априорную оценку погрешности для каждой формулы, сравнить с точным значением производной. Записать результат с учетом погрешно-

ñòè.

Задание 21.

Определить порядок аппроксимации формулы численного дифференцирования

f0(x)

a0f(x + h) + a1f(x) + a2f(x h)

h

N

a0

a1

a2

N

a0

a1

a2

N

a0

a1

a2

N

a0

a1

a2

1

5,6

-10,2

4,6

2

6,6

5,8

7,8

3

8

2,6

1,4

4

5,8

-10,6

4,8

5

8,6

-9,3

0,7

6

8,9

0,1

7,4

7

0

-6,9

6,9

8

5,1

6,2

8,3

9

3,8

6

1,5

10

4,1

-8

3,9

11

5,8

-10,6

4,8

12

7

-10

3

13

2,2

4

0,8

14

5,7

-10,4

4,7

15

5,4

3

2,1

16

0,9

1,5

8,6

17

1,3

2,7

1,3

18

8

-15

7

19

7,1

1,6

0,6

20

2,9

-8,9

6

21

0,4

-3,1

2,7

22

1,9

6,8

6,7

23

8,5

-9,2

0,7

24

8,1

-10,1

2

25

2,6

-4,2

1,6

26

5,8

-10,6

4,8

27

7,9

7,3

7,7

28

3,2

-4

0,8

29

1,1

-5,9

4,8

30

0,9

-7,6

6,7

Задание 22.

Численно решить задачу Коши для обыкновенного дифференциального уравнения 1-го порядка

8

>y0 = f(t; y)

<

>

:y(t0) = y0

на отрезке [t0; T ] с шагом h = 0:2: а) методом Эйлера; б) методом Рунге-Кутты 2-го порядка с оценкой погрешности по правилу Рунге. Найти точное решение задачи. Построить на одном чертеже графики точного и приближенных решений.

N

f(t,y)

t0

T

y0

N

f(t,y)

t0

T

y0

1

y

+

cos t

=2

=2 + 1

0

2

2yt2 + 4t2

0

1

-1

t

t

3

y

+ 2(t 2)e2t

0

1

0

4

y

+ 3(t + 2)e3t

0

1

4

t 2

t + 2

5

y

+ 2 ln t

1

2

0

6

y ctg t + sin 2t

=2

=2 + 1

2

t

7

6t2y + 12t2

0

1

0

8

4yt + e2t2

0

1

0

9

3t 1

y + 6t

1

2

3

10

y tg t +

cos t

+ 1

0

t2

t

11

y

+

t 4

1

2

0

12

2t + 1

y + t

1

2

0.5

t 4

t

1

t

13

y tg t +

0

1

0

14

y tg t + 2t cos t

0

1

2

cos t

15

y tg t + 2t cos t cos t

0

1

1

16

y tg t + cos2 tesin t

0

1

0

17

2y

2

y

+ 2(t + 1)e2t

0

1

2

+

+ 4t

1

2

3

18

t

t2

t + 1

19

y

t + 3

y

+ (t + 3)et

1

2

4

t + 3

t2

1

2

4

20

t + 3

21

y ctg t + 2 sin t

=2

=2 + 1

22

6

+

2y

1

2

0

t2

t

23

2ty 2t

0

1

0

24

y sin t + 4 sin t

=2

=2 + 1

2