Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Постановка задачи. Цель работы— изучение методов численного дифференциро­вания, вычисление первой и второй производных заданной функции с использованием интерполяционного






    Задание №3

    ЧИСЛЕННОЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЕ

     

    Цель работы — изучение методов численного дифференциро­вания, вычисление первой и второй производных заданной функции с использованием интерполяционного многочлена Ньютона.

    ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

    Одной из распространенных задач вычислительной матема­тики, имеющей разнообразные приложения, является численное дифференцирование. Пусть задана сеточная функция

    (5.1)

    (5.2)
    определенная на множестве узлов хj, (j = 0, 1,..., n). Для вычисле­ния производной у (к)(х)порядка k (k =1, 2,...) в некоторой течке х выберем т +1 (m≥ k)узлов в окрестности этой точки и пост­роим интерполяционный многочлен Рт (х)степени т (например, многочлен Ньютона (смотри задание №3), проходящий через все выбранные узлы:

    где Rm (х)— остаточный член (погрешность) интерполяционного многочлена Рт (х). Дифференцируя равенство (5.2), находим

    (5.3)

    (5.4)
    Примем теперь в качестве приближенного значения произ­водной производную многочлена:

    Тогда остаточный член (погрешность) производной Qm, k (x) равняется производной остаточного члена (погрешности) ин­терполяционного многочлена:

    Производные (5.4) называются конечно-разностными. На практике наиболее часто используются равномерные сетки, т.е. сетки с равноотстоящими узлами. На таких сетках по­лученные указанным методом первая и вторая конечно-разност­ные производные в узлах хj, с погрешностью О (h 2) относительно шага сетки h даются формулами:

    В граничных узлах с номерами j = 0 и j=n приходится вычислять так называемые односторонние производные, выбирая узлы интерполирования только с одной стороны от граничного узла. На равномерной сетке формулы второго порядка для первой и второй производных имеют вид:

     

     

    Как видно из формул, в односторонних производных для достижения той же точности требуется больше узлов.

    Для выполнения лабораторной работы предварительно со­ставляется таблица значений (5.1) одной из заданных ниже функций у (х)в равноотстоящих узлах

    на отрезке 0 ≤ x ≤ 1. Значения п выбираются в диапазоне n = 20 -100.

    Затем вычисляются точные у'j, у" j (аналитически)и приближенные и значения первой и второй производ­ных, полученные по приведеннымвыше формулам.

    Во всех узлах находятся максимальные

    и среднеквадратичные

    значения погрешности численного дифференцирования, а также номера узлов jk, max, в которых достигаются значения ε k, max(k= 1, 2).

    ВАРИАНТЫ ФУНКЦИЙ y(x)

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.