Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Численные методы. Ч. 4

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
6.88 Mб
Скачать

4.ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

4.1.Системы линейных алгебраических уравнений

Для заданной системы линейных алгебраических уравнений (табл. 4 .1 ):

- разработать вычислительную программу, реализующую (по указанию преподавателя) метод:

а) Гаусса; б) квадратного корня; в) Якоби; г) Зейделя;

-найти решение этой системы уравнений;

-построить1 обратную матрицу А~];

-вычислить2 определители det(л) и det(^_I);

-подсчитать значение числа обусловленности МАматрицы А;

-оценить невязку и погрешность решения системы уравнений;

-оценить быстродействие вычислительной программы.

4.2. Нелинейные уравнения

Для заданного алгебраического уравнения (табл. 4.2):

-выбрать отрезок, на котором имеется хотя бы один корень;

-проверить условия применимости (сходимости) методов Ньютона, по­ ловинного деления и простых итераций;

-разработать вычислительную программу, реализующую метод, для ко­ торого выполнены условия применимости (сходимости);

-вычислить корень уравнения с погрешностью не более КГ6;

-оценить быстродействие вычислительной программы.

4.3. Аппроксимация функции

Функцию на заданном отрезке (табл. 4.3) аппроксимировать (по указанию преподавателя):

а) полиномом Лагранжа; б) полиномом Ньютона;

в) методом наименьших квадратов; г) наилучшим приближением в гильбертовом пространстве.

Исследовать сходимость3 последовательности полиномов на равномерной и чебышёвской сетках.

1 М е то д о м

Г а у с с а и л и м ет о д о м к в ад р атн о го корн я.

2 М е т о д о м

Г а у сса .

3 Д л я п о л и н о м о в Н ь ю т о н а и Л а гр ан ж а .

 

У=1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

 

/=1

 

 

 

17

4

1,4

0,7

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

-3,6

2

4

17

4

1,4

0,7

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

-103,5

3

1,4

4

17

4

1,4

0,7

0

0

0

0

0

0

0

0

0

131,1

4

0,7

1,4

4

17

4

 

1,4

0,7

0

0

0

0

0

0

0

0

186

5

0

0,7

1,4

4

17

4

1,4

0,7

0

0

0

0

0

0

0

194,9

6

0

0

0,7

1,4

4

17

4

1,4

0,7

0

0

0

0

0

0

88,1

7

0

0

0

0,7

 

1,4

4

17

4

1,4

0,7

0

0

0

0

0

-66

8

0

0

0

0

0,7

 

1,4

4

17

4

1,4

0,7

0

0

0

0

191,5

9

0

0

0

0

0

0,7

1,4

4

17

4

1,4

0,7

0

0

0

221,1

10

0

0

0

0

0

0

0,7

1,4

4

17

4

1,4

0,7

0

0

135,6

11

0

0

0

0

0

0

0

0,7

1,4

4

17

4

1,4

0,7

0

94,7

12

0

0

0

0

0

0

0

0

0,7

1,4

4

17

4

1,4

0,7

112

13

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,7

1,4

4

17

4

1,4

141

14

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,7

1,4

4

17

4

-92

15

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0,7

1,4

4

17

-80,6

 

 

 

 

У

- 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

 

f

/ - 1

19

5

1,8

0,9

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

 

- 5 3

2

5

19

5

1,8

0,9

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

42,2

3

1,8

5

19

5

1,8

0,9

0

0

0

0

0

0

0

0

0

159,9

4

0,9

1,8

5

19

5

1,8

0,9

0

0

0

0

0

0

0

0

 

41,3

5

0

0,9

1,8

5

19

5

1.8

0 ,9

0

0

0

0

0

0

0

-

122,9

6

0

0

0,9

1,8

5

19

5

1,8

0,9

0

0

0

0

0

0

-

165,1

7

0

0

0

0.9

1,8

5

19

5

1,8

0,9

0

0

0

0

0

 

46,4

8

0

0

0

0

0,9

1,8

5

19

5

1,8

0,9

0

0

0

0

- 96,1

9

0

0

0

0

0

0.9

1,8

5

19

5

1,8

0,9

0

0

0

-

118,8

10

0

0

0

0

0

0

0 ,9

1,8

5

19

5

1,8

0 ,9

0

0

-

127,4

И

0

0

0

0

0

0

0

0 ,9

1,8

5

19

5

1,8

0 ,9

0

 

- 35,7

12

0

0

0

0

0

0

0

0

0,9

1,8

5

19

5

1,8

0,9

 

178,4

13

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0 ,9

1,8

5

19

5

1,8

 

177,8

14

0

О

0

0

0

0

0

0

0

0

0,9

1,8

5

19

5

 

103,5

15

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0 ,9

1,8

5

19

- 1 0 6 3

;

= 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

f

/ = 1

21

6

2,2

и

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

45,8

2

6

21

6

2,2

1,1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

162,5

3

2,2

6

21

6

2,2

1,1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

30,5

4

и

2,2

6

21

6

2,2

и

0

0

0

0

0

0

0

0

- 2 6

5

0

1,1

2,2

6

21

6

2,2

и

0

0

0

0

0

0

0

- 21,3

6

0

0

1,1

2,2

6

21

6

2,2

и

0

0

0

0

0

0

- 21,1

7

0

0

0

U

2,2

6

21

6

2,2

1,1

0

0

0

0

0

168,4

8

0

0

0

0

U

2,2

6

21

6

2,2

и

0

0

0

0

2,4

9

0

0

0

0

0

U

2,2

6

21

6

2,2

1,1

0

0

0

- 103,2

10

0

0

0

0

0

0

1,1

2,2

6

21

6

2,2

1,1

0

0

- 4 6 ,4

11

0

0

0

0

0

0

0

1,1

2,2

6

21

6

2,2

1,1

0

48,9

12

0

0

0

0

0

0

0

0

1,1

2,2

6

21

6

2,2

и

- 115,3

13

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1,1

2,2

6

21

6

2,2

128,8

14

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

U

2 , 2

6

2 1

6

189,7

15

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1,1

2 , 2

6

21

51,3

j

- 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ = 1

23

7

2,6

1,3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

-

116,2

2

7

23

7

2,6

1,3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

225,9

3

2,6

7

23

7

2,6

1,3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

233,4

4

1,3

2 ,6

7

23

7

2,6

1,3

0

0

0

0

0

0

0

0

197,6

5

0

1,3

2,6

7

23

7

2,6

1,3

0

0

0

0

0

0

0

205,8

6

0

0

1,3

2,6

7

23

7

2,6

1,3

0

0

0

0

0

0

172,5

7

0

0

0

1,3

2,6

7

23

7

2,6

1,3

0

0

0

0

0

 

17

8

0

0

0

0

1,3

2,6

7

23

7

2,6

1,3

0

0

0

0

-

74,8

9

0

0

0

0

0

1,3

2,6

7

23

7

2,6

1,3

0

0

0

-

18,4

10

0

0

0

0

0

0

1,3

2,6

7

23

7

2,6

1,3

0

0

 

98,4

11

0

0

0

0

0

0

0

1,3

2,6

7

23

7

2,6

1,3

0

-

175,1

12

0

0

0

0

0

0

0

0

1,3

2,6

7

23

7

2,6

1,3

-

99,2

 

 

13

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1,3

2,6

7

23

7

2,6

 

74,8

 

 

14

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1,3

2,6

7

23

7

 

10,9

15

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1,3

2,6

7

23

 

69,8