Тема:Приближённые методы решения нелинейных уравнений (метод половинного деления, метод итераций).

Заказать уникальную курсовую работу
Тип работы: Курсовая работа
Предмет: Математические методы и моделирование
  • 3030 страниц
  • 21 + 21 источник
  • Добавлена 19.12.2013
800 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
Содержание
Введение 3
Теоретические аспекты применения приближённых методов решения нелинейных уравнений 5
Постановка задачи решения нелинейного уравнения 5
Этапы решения уравнения приближёнными числовыми методами 6
Метод половинного деления 9
Метод итераций 11
Примеры практического применения приближённых методов решения нелинейных уравнений 13
Отделение корней 13
Решение уравнение методом половинного деления 14
Решение уравнения методом итераций 18
Заключение 21
Список источников 22


Фрагмент для ознакомления

Продемонстрируем это, решив уравнение , выбрав в качестве x0другое число, например, 0,2.Шаг 0.Пусть Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 1.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 2.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 3.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 4.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 5.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 6.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 7.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 8.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 9.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 10.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 11.Условие сходимости выполняется.Поэтому переходим к следующему шагу.Шаг 12.Условие сходимости выполняется.Решение найдено. С точностью до третьего знака решение уравнения 0,5674. Найденное значение отличается от рассчитанного корня методом итераций при первом выборе значения x, равном 1, однако погрешность находится в пределах заданной точности.Итак, решение уравнения найдено методом половинного деления и методом итераций при выборе различных первоначальных значений. Все три раза корень получен равным 0,567.ЗаключениеВ ходе выполнения курсовой работы было изучено применение таких методов приближённого решения нелинейных уравнений, как метод половинного деления и метод итераций. Оба метода решения уравнений дают близкие результаты, отличающиеся друг от друга в пределах заданной погрешности.Актуальность использования данных методов в практической деятельности заключается в расширении применения методов математического моделирования в экономике и росте потребности в расчётах сложных математических выражений, не всегда поддающихся аналитическому вычислению при относительно невысоких требованиях к соблюдению точности вычисления результатов.Преимуществом применения численных методов также является возможность регулирования точности получаемого решения при увеличении временных затрат и затрат вычислительных мощностей.С учётом развития вычислительных информационных технологий можно ожидать расширения применения рассмотренных в работе методов в экономике.Особенность метода половинного деления заключается в постепенном последовательном приближении к искомому решению. При использовании метода ключевым фактором к его эффективному применению является правильное определение интервала поиска решения.Во-первых, заданный интервал должен содержать решение, иначе на первой итерации поиска не будет возможности определения направления сужения интервала поиска.Во-вторых, скорость, с которой будет найден корень уравнения, напрямую зависит от ширины интервала и заданной точности вычисления. И, если требуемая точность вычисления определяется внешними факторами, то выбор интервала поиска решения зависит от исследователя.Метод итераций подходит для решения только определённого класса нелинейных уравнений, представимых в виде:Особенность метода итераций заключается в отсутствии необходимости определения интервала поиска решения – достаточно задать первоначальное решение, достаточно близкое к искомому.В отличие от метода половинного деления метод итераций, уточняя на каждом шаге интервал поиска, в общем случае приводит к более медленному отысканию корней уравнения.Требуемые для применения обоих методов начальные условия (интервал или первоначальное значение) на практике часто определяются исходя из графического решения уравнения.Список источниковЛитератураБабаева Н.С. Приближенные методы решения уравнений // Информатика и образование. 2003. № 6.Бахвалов Н.С., Лапин А.В., Чижонков Е.В. Численные методы в задачах и упражнениях. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010. – 240 с.Вержбицкий В.М. Основы численных методов. – М.: Высшая школа, 2009. – 848 с.Волгин В.Ф. Сборник упражнений по курсу «Численные методы». – Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2000. Громов Ю.Ю., Татаренко С.И. Введение в методы численного анализа. – Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2001Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. Приближение функций, дифференциальные и интегральные уравнения. – СПб.: Лань, 2010. – 400 с.Калиткин Н.Н. Численные методы. – М.: Наука, 1978.Киреев В.И., Пантелеев А.В. Численные методы в примерах и задачах. – М.: Изд-во МАИ, 2000.Копченова Н.В., Марон И.А. Вычислительная математика в примерах и задачах: учебное пособие. – СПб.: Лань, 2009. – 368 с.Корнилов В.С. Как ЭВМ вычисляет квадратный корень. / «В мир информатики» № 36 («Информатика» № 10 / 2004).Кугаенко А.А. Методы динамического моделирования в управлении экономикой: Учебное пособие с компакт-диском / Под ред. П.Е. Кондрашова. – 2-е изд., испр. и доп. - М.: Университетская книга, 2005.Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. – М.: Наука, 1989.Охорзин В.А. Прикладная математика в системе MATHCAD: учебное пособие. – СПб.: Лань, 2009. – 352 сПирумов У.Г. Численные методы: учебное пособие для бакалавров. – М.: Юрайт, 2012. – 201 с.Рябенький В.С. Введение в вычислительную математику. – М.: Физматлит, 2008. – 285 с.Самарский А.А. Введение в численные методы. – СПб.: Лань, 2009. – 288 с.Семёнова Т.И, Шакин В.Н.: Практикум Математический пакет MathCAD в дисциплине «Информатика», Москва, МТУСИ, 2006г.Срочко В.А. Численные методы. Курс лекций. – СПб.: Лань, 2010. – 208 с.Тимофеева Л.А. Численные методы решения задач на ЭВМ // Информатика и образование. 2003. № 12.Интернет-источникиВведение в математическое моделирование // НОУ Интуит [Электронный ресурс]) Режим доступа http://www.intuit.ru/studies/courses/2260/156/info свободный (дата обращения 15.11.2013Основы численных методов. [Электронный ресурс]Режим доступа http://www.exponenta.ru/educat/systemat/levitsky/index свободный (дата обращения: 15.11.2013)


Список источников
Литература
1. Бабаева Н.С. Приближенные методы решения уравнений // Информатика и образование. 2003. № 6.
2. Бахвалов Н.С., Лапин А.В., Чижонков Е.В. Численные методы в задачах и упражнениях. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010. – 240 с.
3. Вержбицкий В.М. Основы численных методов. – М.: Высшая школа, 2009. – 848 с.
4. Волгин В.Ф. Сборник упражнений по курсу «Численные методы». – Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2000.
5. Громов Ю.Ю., Татаренко С.И. Введение в методы численного анализа. – Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2001
6. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. Приближение функций, дифференциальные и интегральные уравнения. – СПб.: Лань, 2010. – 400 с.
7. Калиткин Н.Н. Численные методы. – М.: Наука, 1978.
8. Киреев В.И., Пантелеев А.В. Численные методы в примерах и задачах. – М.: Изд-во МАИ, 2000.
9. Копченова Н.В., Марон И.А. Вычислительная математика в примерах и задачах: учебное пособие. – СПб.: Лань, 2009. – 368 с.
10. Корнилов В.С. Как ЭВМ вычисляет квадратный корень. / «В мир информатики» № 36 («Информатика» № 10 / 2004).
11. Кугаенко А.А. Методы динамического моделирования в управлении экономикой: Учебное пособие с компакт-диском / Под ред. П.Е. Кондрашова. – 2-е изд., испр. и доп. - М.: Университетская книга, 2005.
12. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. – М.: Наука, 1989.
13. Охорзин В.А. Прикладная математика в системе MATHCAD: учебное пособие. – СПб.: Лань, 2009. – 352 с
14. Пирумов У.Г. Численные методы: учебное пособие для бакалавров. – М.: Юрайт, 2012. – 201 с.
15. Рябенький В.С. Введение в вычислительную математику. – М.: Физматлит, 2008. – 285 с.
16. Самарский А.А. Введение в численные методы. – СПб.: Лань, 2009. – 288 с.
17. Семёнова Т.И, Шакин В.Н.: Практикум Математический пакет MathCAD в дисциплине «Информатика», Москва, МТУСИ, 2006г.
18. Срочко В.А. Численные методы. Курс лекций. – СПб.: Лань, 2010. – 208 с.
19. Тимофеева Л.А. Численные методы решения задач на ЭВМ // Информатика и образование. 2003. № 12.

Интернет-источники
20. Введение в математическое моделирование // НОУ Интуит [Электронный ресурс]) Режим доступа http://www.intuit.ru/studies/courses/2260/156/info свободный (дата обращения 15.11.2013
21. Основы численных методов. [Электронный ресурс]Режим доступа http://www.exponenta.ru/educat/systemat/levitsky/index свободный (дата обращения: 15.11.2013)

Вопрос-ответ:

Что такое приближенные методы решения нелинейных уравнений?

Приближенные методы решения нелинейных уравнений - это методы, которые позволяют находить значения переменной, удовлетворяющие нелинейному уравнению, с заданной точностью.

Какие этапы включает решение нелинейного уравнения с помощью приближенных методов?

Решение нелинейного уравнения с помощью приближенных методов включает следующие этапы: постановку задачи, отделение корней, выбор начального приближения, применение выбранного метода, проверку полученного результата.

Как работает метод половинного деления при решении нелинейных уравнений?

Метод половинного деления основан на принципе "деление отрезка пополам". На каждой итерации метода отрезок, на котором находится корень, делится на две равные части, затем выбирается половина, на которой знак функции меняется, и эта половина становится новым отрезком, на котором ищется корень.

Как применяются приближенные методы решения нелинейных уравнений на практике?

Приближенные методы решения нелинейных уравнений широко применяются в различных областях, например, в физике, экономике, инженерии и т.д. Они используются для нахождения численного решения уравнений, которые не могут быть решены аналитически.

Как можно отделить корни нелинейного уравнения перед применением приближенных методов?

Для отделения корней нелинейного уравнения можно использовать графический метод, анализ изменения знака функции на заданном интервале, или методы приближенного нахождения производных функции.

Какие методы используются для решения нелинейных уравнений?

Для решения нелинейных уравнений применяются различные приближенные методы, такие как метод половинного деления и метод итераций.

В чем заключаются теоретические аспекты применения приближенных методов решения нелинейных уравнений?

Теоретические аспекты применения приближенных методов решения нелинейных уравнений включают постановку задачи решения нелинейного уравнения, этапы решения уравнения с использованием числовых методов, такие как метод половинного деления и метод итераций, а также примеры практического применения этих методов.

Какие этапы включает решение нелинейного уравнения приближенными числовыми методами?

Решение нелинейного уравнения приближенными числовыми методами включает следующие этапы: отделение корней, выбор начального приближения, итерационный процесс, проверка приближенного решения, итерационный процесс продолжается до достижения заданной точности.

Как работает метод половинного деления для решение нелинейных уравнений?

Метод половинного деления заключается в том, что заданный интервал, в котором находится корень, разделяется пополам, и в зависимости от знаков функции в каждой половине выбирается одна из них для следующей итерации. Итерационный процесс повторяется до достижения заданной точности.

Можно ли привести примеры практического применения приближенных методов для решения нелинейных уравнений?

Да, приближенные методы решения нелинейных уравнений находят свое применение в различных областях, таких как физика, экономика, инженерия и т.д. Например, при расчетах траекторий полетов космических объектов или при нахождении оптимальных значений в экономических моделях. Это лишь некоторые из многочисленных примеров применения приближенных методов в практике.

Какие методы существуют для решения нелинейных уравнений?

Существует несколько методов для решения нелинейных уравнений, одними из самых известных являются метод половинного деления и метод итераций.

Как работает метод половинного деления для решения нелинейных уравнений?

Метод половинного деления основан на принципе уменьшения интервала, на котором находится корень уравнения. Алгоритм метода заключается в разделении интервала пополам и выборе нового интервала, в котором находится корень. Процесс повторяется до достижения заданной точности.