Физика атомного реактора Сопротивление материалов Математика решение задач Информатика Атомная энергетика безопасность Электротехника и электроника Ручные вычисления по методу Гаусса

Вычислительная математика

Содержание лабораторной работы.

Постановка задачи: По заданной таблице зависимости некоторой величины Y от аргумента X определить коэффициенты линейной функции (или функции другого вида), которая наилучшим образом отражает эту зависимость.

Порядок работы:

1.Ответить на вопросы контролирующей программы.

2.Ввести в ЭВМ и отладить программу для нахождения по заданной табличной зависимости наилучшей линейной приближающей функции. Проверить работу программы на контрольных примерах.

3. Дополнить программу нахождением наилучших приближающих функций всех перечисленных выше видов (за исключением квадратичной). Программа должна выдавать в каждом случае и сообщение о точности приближения. Протестировать программу на контрольных примерах.

3.Исполнить программу для своего варианта и записать ответы.

4.Оформить и сдать работу.

ОТЧЕТ должен содержать

название и цель работы,

постановку задачи,

текст программы для нахождения наилучшей линейной функции,

ответ, а также способ сведения к поиску линейной функции для своего варианта.

Решение систем линейных уравнений

Одной из важнейших прикладных задач численных методов является точное или приближенное решение систем линейных уравнений. Многие математические модели приводят к данной задаче непосредственно, но еще чаще к данной задаче приходят после применения каких-либо методов решения более сложных задач. Отметим лишь один самый важный класс моделей, приводящий к системам линейных уравнений – метод сеток для решения систем уравнений в частных производных. Очень большое количество задач естественных наук (физика, аэро- и гидродинамика, химия, биология) на стадии построения математических моделей происходящих процессов приводят к уравнениям или системам уравнений с частными производными. Для нахождения их приближенных решений применяется метод сеток, в результате которого и получаются системы линейных уравнений. Отличительной особенностью таких систем являются их очень большие размеры (десятки и сотни тысяч уравнений и неизвестных).

Постановка задачи и ее качественное исследование.

Рассмотрим систему m линейных уравнений с n переменными:

 (7.1)

Систему (7.1) можно записать короче в виде одного матричного уравнения AX=B,

где Х -столбец длины n, B -столбец длины m, А -матрица размерами mхn.

Метод Лина

Метод Лина [2] служит для нахождения делителей любой степени для заданного многочлена. Чаще всего этот метод используется для нахождения квадратичных делителей, определяющих пару комплексных сопряженных корней многочлена. Этот метод также можно применить для вычисления наибольшего по модулю корня.

Метод Лина может не привести к нахождению делителя, либо привести к нахождению не того делителя, который предполагалось вычислить.

Рассмотрим многочлен (1.3) и найдем его делитель k-й степени

.

Для этого возьмем какой-нибудь приведенный многочлен  степени k и разделим  на . Тогда полученный остаток будет иметь, вообще говоря, ту же степень k. Разделив его на коэффициент при старшем члене получим приведенный многочлен . Проделав с многочленом  те же операции, что и с   получим  и т.д. Последовательность многочленов , , ,… сходится к  при условии, что для всех k

где  – корни многочлена .

Вычислительная схема метода Лина достаточно проста, но вычисление корней может потребовать довольно большой вычислительной работы, а иногда может даже не привести к результату. При использовании метода Лина для вычисления комплексных корней целесообразно применять метод ускорения сходимости Хеда [2].

Многошаговые методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ). Постановка краевой задачи для обыкновенных дифференциальных уравнений. Экстраполяционные методы Адамса. Интерполяционные методы Адамса. Понятие краевой задачи. Аналитические, приближенные и численные методы решения краевых задач. Редукция к вариационной задаче. Метод Ритца. Понятие вариационной задачи.
Элементы математической статистики