Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Типовой отчет. Построить кубический сплайн, интерполирующий функцию y = sh 2x на отрезке [1,00; 1,20] для равномерного разбиения с шагом h = 0,04 при краевых условиях I и II






 

Построить кубический сплайн, интерполирующий функцию
y = sh 2x на отрезке [ 1, 00; 1, 20 ] для равномерного разбиения с шагом
h = 0, 04 при краевых условиях I и II типа. Найти значения сплайна в точках от х = 1 до точки х=1, 2 с шагом Dх = 0, 01. Получить оценку точности сплайн-интерполяции и сравнить ее с фактическойпогрешностью вычислений.

1. Вычислим производные:

.

Вычислим максимальный модуль производной 3-го порядка функции f(x) на отрезке [ 1; 1, 2 ]. Так как функция гиперболического косинуса является положительной возрастающей функцией на отрезке [ 1; 1, 2 ], то:

,

Тогда погрешности интерполяционных формул будут равны:

.



2. Проводим вычисления для сплайн-интерполяции с краевыми условиями I типа.

Таблица расчета производных в узловых точках.

 

  Исходные данные Прямая прогонка Обратная прогонка
i xi yi bi Li Mi mi
    3.62686 7.524391382   7.524391 7.5243914
  1.04 3.939769 48.82843956 -0.25 10.32601 8.1293968
  1.08 4.277906 52.77502804 -0.26667 11.31974 8.7864609
  1.12 4.643436 57.05955686 -0.26786 12.25174 9.4997878
  1.16 5.0387 61.70946166 -0.26794 13.25183 10.273945
  1.2 5.466229 11.11389433     11.113894

 

3. Расчет значений сплайна приведен в таблице.

 

xi S(x) f(x) dф
  3.62686 3.62686 6.21725E-15
1.01 3.702835 3.702835 2.21603E-07
1.02 3.78029 3.78029 3.918E-07
1.03 3.859258 3.859258 2.14875E-07
1.04 3.939769 3.939769 6.66134E-15
1.05 4.021856 4.021857 2.5465E-07
1.06 4.105552 4.105553 4.39829E-07
1.07 4.190891 4.190891 2.4086E-07
1.08 4.277906 4.277906 7.10543E-15
1.09 4.366632 4.366632 2.7341E-07
1.1 4.457105 4.457105 4.75035E-07
1.11 4.549361 4.549361 2.60847E-07
1.12 4.643436 4.643436 7.99361E-15
1.13 4.739369 4.739369 2.94761E-07
1.14 4.837198 4.837198 5.11055E-07
1.15 4.936962 4.936962 2.7832E-07
1.16 5.0387 5.0387 4.70735E-14
1.17 5.142454 5.142454 3.30555E-07
1.18 5.248265 5.248266 5.749E-07
1.19 5.356176 5.356176 3.21851E-07
1.2 5.466229 5.466229 9.76996E-15

 

Фактическая погрешность на 4 порядка меньше теоретической. Отличие от нуля фактической погрешности в узловых точках объясняется округлением результата в последнем разряде разрядной сетки.

4. Проводим вычисления для сплайн-интерполяции с краевыми условиями II типа.

Таблица расчета производных в узловых точках.

 

  Исходные данные Прямая прогонка Обратная прогонка
I xi yi bi Li Mi ni
    3, 62686 14, 50744163   14, 50744 14, 507442
  1, 04 3, 939769 94, 60490423 -0, 25 20, 02437 15, 748657
  1, 08 4, 277906 102, 7245193 -0, 26667 22, 05337 17, 102833
  1, 12 4, 643436 111, 5019221 -0, 26786 23, 95943 18, 56453
  1, 16 5, 0387 120, 9933178 -0, 26794 25, 99951 20, 140968
  1, 2 5, 466229 21, 86491685     21, 864917

 

5. Расчет значений сплайна приведен в таблице.

 

xi S(x) f(x) dф
  3, 62686 3, 62686 2, 66454E-15
1.01 3, 702834 3, 702835 7, 82876E-07
1.02 3, 780289 3, 78029 9, 74459E-07
1.03 3, 859257 3, 859258 5, 27591E-07
1.04 3, 939769 3, 939769 3, 55271E-15
1.05 4, 021857 4, 021857 9, 62726E-08
1.06 4, 105553 4, 105553 2, 68738E-07
1.07 4, 190891 4, 190891 1, 42602E-07
1.08 4, 277906 4, 277906 3, 55271E-15
1.09 4, 366632 4, 366632 3, 45649E-07
1.1 4, 457105 4, 457105 5, 7674E-07
1.11 4, 549361 4, 549361 3, 41166E-07
1.12 4, 643436 4, 643436 3, 55271E-15
1.13 4, 739369 4, 739369 1, 64183E-07
1.14 4, 837198 4, 837198 2, 75326E-07
1.15 4, 936962 4, 936962 5, 53042E-08
1.16 5, 0387 5, 0387 2, 39808E-14
1.17 5, 142454 5, 142454 7, 80627E-07
1.18 5, 248264 5, 248266 1, 41611E-06
1.19 5, 356175 5, 356176 1, 1336E-06
1.2 5, 466229 5, 466229 4, 44089E-15

 

Фактическая погрешность на 3-4 порядка меньше теоретической. Отличие от нуля фактической погрешности в узловых точках объясняется округлением результата в последнем разряде разрядной сетки.

 

Варианты.

Построить кубический сплайн, интерполирующий заданную функцию на отрезке [ 1, 00; 1, 20 ] для равномерного разбиения с шагом h = 0, 04 при краевых условиях I и II типа. Найти значения сплайна в точках от х = 1 до точки х=1, 2 с шагом Dх = 0, 01. Получить оценку точности сплайн-интерполяции и сравнить ее с фактическойпогрешностью вычислений.

 

Вариант                
Функция e x e –x sh x ch x sin x cos x ln x 1/x

 

 

Вариант                
Функция e 2x e –2x sh 1, 5x ch 2x sin 2x cos 2x ln 2x 2/x

 

Вариант                
Функция e 3x e –3x sh 3x ch 3x sin 3x cos 3x ln 3x 3/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.