Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Нахождение экстремумов функций






    Для нахождения экстремумов функций многих переменных существует две альтернативные возможности.

    Первая заключается в использовании блока given и функции minerr.

    Определим функцию двух переменных

    Зададимся целью найти ее экстремум в области x=[–5, 5] y=[–5, 5]. Оценим по графику положение экстремума.

    Заносим в матрицу М значения функции в узловых точках

    На заданном интервале функция не превосходит 25. Зададим начальные приближения для поиска экстремума

    Записываем блок уравнений или неравенств. Число уравнений и неравенств в блоке given – Find должно быть больше и равно числа искомых величин. Если уравнений и неравенств не хватает, то можно просто продублировать одно и то же уравнение или вписать какое–либо тождество, например, 2=2.

     

     

    Функция Minerr ищет приближенной решение для системы уравнений и неравенств, записанных в блоке. В данном случае мы получили, что системе уравнений наилучшим образом соответствует точка [0, 0]. (Поскольку по умолчанию точность вычислений составляет 0.001, мы округлили результат до 0).

    Из графика видно, что значение 26 больше самого большого значения функции в окрестностях точки [1, 1], то есть точное решение найти нельзя и функция Minerr подбирает такое значение x, при котором функция ближе всего к значению 26.

    Вторая возможность – поиск нулей первой производной, то есть стандартный математический подход. Для этого можно использовать блок given – Find. Функция Find ищет точное решение системы уравнений и неравенств, записанных после слова given.

     

    Результаты, полученные различными методами, совпадают, врем счета мало в обоих случаях.

    В старших версиях Mathcad’а появилась дополнительная возможность поиска экстремумов с помощью функций Minimize и Maximize, которые могут быть использованы как сами по себе, так и совместно с блоком given. Аргументы функций: имя функции, экстремум которой ищется, и список ее аргументов.

    Определяем функцию двух переменных и задаем начальные приближения .

    Задаем область поиска максимума внутри блока given

    Находим максимум функции в заданной области

    В случае функции одной переменной задаем функцию и начальное приближение

    Находим максимум

    Если мы хотим найти максимальное или минимальное значение функции на некотором интервале, то необходимо определить этот интервал в блоке given

    На приведенном ниже графике видно, что первый из найденных максимумов соответствовал случаю, когда производная обращается в ноль; второй максимум лежит на границе интервала.

     


     






    © 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.