ВУЗ:
Составители:
3
Содержание
Введение........................................................................................................... 4
1. Элементы общей теории приближенных методов............................... 5
1.1. Источники и виды погрешности...................................................................... 5
Абсолютная и относительная погрешности ...................................................... 6
Погрешность функции......................................................................................... 7
Устойчивость, корректность, сходимость ......................................................... 7
1.2. Контрольные вопросы .................................................................................... 11
2. Методы решения нелинейных уравнений и систем.......................... 12
2.1. Графический метод отделения корней.......................................................... 12
2.2. Метод половинного деления (метод бисекции, метод дихотомии)............ 14
2.3. Метод простой итерации ................................................................................ 16
2.3.1. Решение нелинейных уравнений ............................................................ 16
2.3.2. Решение систем нелинейных уравнений методом итераций ............... 17
2.4. Метод Ньютона (метод касательных) ........................................................... 21
2.4.1. Решение нелинейных уравнений ............................................................ 21
2.5. Метод хорд ...................................................................................................... 26
2.6 Комбинированный метод секущих и хорд..................................................... 29
2.7. Контрольные вопросы .................................................................................... 32
3. Методы вычисления определенных интегралов............................... 33
3.1. Методы прямоугольников............................................................................. 35
3.2. Метод трапеций. Вычисление значения интеграла с заданной точностью 38
3.3. Метод Симпсона ............................................................................................ 41
3.4. Метод Монте-Карло........................................................................................ 44
3.5. Использование сплайнов для численного интегрирования......................... 49
3.6. Погрешность численного интегрирования ................................................... 51
3.7. Контрольные вопросы .................................................................................... 55
4. Методы решения систем линейных алгебраических уравнений .. 56
4.1. Метод Гаусса .................................................................................................. 57
4.2. Метод Гаусса с выбором главного элемента ................................................ 59
4.3. Метод Гаусса-Зейделя ................................................................................... 66
4.4. Метод прогонки.............................................................................................. 69
4.5. Метод Гаусса-Жордана................................................................................... 71
4.6. Вычисление определителя по методу Гаусса ............................................... 74
4.7. Метод итераций.............................................................................................. 77
4.9. Контрольные вопросы .................................................................................... 81
Литература.................................................................................................... 82
4
Введение
Данное учебное пособие содержит основы численных методов решения для
нелинейных уравнений, систем нелинейных и линейных уравнений,
дифференциальных уравнений, методы аппроксимации функций, обращения
матриц, вычисления определенных интегралов. Так же в него включена глава, в
которой рассматриваются элементы общей теории приближенных методов.
Основное предназначение пособия – облегчить работу преподавателя и
повысить эффективность учебного процесса. Оно по
зволяет сформировать у
студентов основные сведения о численных методах, необходимых для
первоначального ознакомления с предметом, привить навыки алгоритмизации
численных методов.
Пособие может быть использовано при выполнении лабораторных, курсовых
и дипломных исследовательских работ, так как содержит подробные блок-схемы,
с составлением которых у студентов чаще всего связаны основные трудности.
Каждая глава содержи
т теоретическое обоснование и блок-схемы
рассматриваемых методов и завершается контрольными вопросами по данной
теме.
Содержание Введение Данное учебное пособие содержит основы численных методов решения для Введение........................................................................................................... 4 1. Элементы общей теории приближенных методов............................... 5 нелинейных уравнений, систем нелинейных и линейных уравнений, 1.1. Источники и виды погрешности...................................................................... 5 дифференциальных уравнений, методы аппроксимации функций, обращения Абсолютная и относительная погрешности ...................................................... 6 Погрешность функции......................................................................................... 7 матриц, вычисления определенных интегралов. Так же в него включена глава, в Устойчивость, корректность, сходимость ......................................................... 7 которой рассматриваются элементы общей теории приближенных методов. 1.2. Контрольные вопросы .................................................................................... 11 2. Методы решения нелинейных уравнений и систем.......................... 12 Основное предназначение пособия облегчить работу преподавателя и 2.1. Графический метод отделения корней.......................................................... 12 повысить эффективность учебного процесса. Оно позволяет сформировать у 2.2. Метод половинного деления (метод бисекции, метод дихотомии)............ 14 2.3. Метод простой итерации ................................................................................ 16 студентов основные сведения о численных методах, необходимых для 2.3.1. Решение нелинейных уравнений ............................................................ 16 первоначального ознакомления с предметом, привить навыки алгоритмизации 2.3.2. Решение систем нелинейных уравнений методом итераций ............... 17 2.4. Метод Ньютона (метод касательных) ........................................................... 21 численных методов. 2.4.1. Решение нелинейных уравнений ............................................................ 21 Пособие может быть использовано при выполнении лабораторных, курсовых 2.5. Метод хорд ...................................................................................................... 26 2.6 Комбинированный метод секущих и хорд..................................................... 29 и дипломных исследовательских работ, так как содержит подробные блок-схемы, 2.7. Контрольные вопросы .................................................................................... 32 с составлением которых у студентов чаще всего связаны основные трудности. 3. Методы вычисления определенных интегралов ............................... 33 3.1. Методы прямоугольников............................................................................. 35 Каждая глава содержит теоретическое обоснование и блок-схемы 3.2. Метод трапеций. Вычисление значения интеграла с заданной точностью 38 рассматриваемых методов и завершается контрольными вопросами по данной 3.3. Метод Симпсона ............................................................................................ 41 3.4. Метод Монте-Карло........................................................................................ 44 теме. 3.5. Использование сплайнов для численного интегрирования......................... 49 3.6. Погрешность численного интегрирования ................................................... 51 3.7. Контрольные вопросы .................................................................................... 55 4. Методы решения систем линейных алгебраических уравнений .. 56 4.1. Метод Гаусса .................................................................................................. 57 4.2. Метод Гаусса с выбором главного элемента ................................................ 59 4.3. Метод Гаусса-Зейделя ................................................................................... 66 4.4. Метод прогонки.............................................................................................. 69 4.5. Метод Гаусса-Жордана................................................................................... 71 4.6. Вычисление определителя по методу Гаусса ............................................... 74 4.7. Метод итераций.............................................................................................. 77 4.9. Контрольные вопросы .................................................................................... 81 Литература .................................................................................................... 82 3 4