Краткий курс вычислительной математики. Денисова Э.В - 18 стр.

UptoLike

Составители: 

1. Вычисление значений показательной функции.
Для показательной функции справедливо разложение
( )
0
.
!
k
x
k
x
ex
k
=
= −∞ < <
(2.4)
Вычисления удобно вести, пользуясь следующей рекуррентной записью:
( )
11
0
, 1, 2, , .
x
kk k k k k
k
x
e uu u SS u k n
k
−−
=
= = =+=
Где
0
1,u =
0
1.S =
Число
0
!
k
n
n
k
x
S
k
=
=
приближённо даёт искомый результат
x
e
.
Для остатка ряда может быть получена следующая оценка :
( )
nn
Rx u
<
при
02 ;
xn<≤
поэтому процесс суммирования может быть прекращён, как только очередной вычисленный член ряда
k
u
будет по модулю меньше заданной допустимой погрешности
:
n
u
ε
<
.
2
если только x
π



При больших по модулю значениях
x
ряд
( )
0
.
!
k
x
k
x
ex
k
=
= −∞ < <
(2.4) малопригоден для
вычислений. В этих случаях обычно поступают так: представляют
x
в виде суммы
( )
,x Ex q= +
где
( )
Ex
целая часть
x
и
q
дробная его часть,
0 1.q
≤<
Тогда
( )
.
Ex
xq
ee e=
Первый множитель
( )
Ex
e
находится с помощью умножения
( )
( )
,
Ex
Ex раз
e ee e=

если
( )
0,Ex>
и
( )
( )
11 1
,
Ex
Ex раз
e
ee e
=

если
( )
0,
Ex<
Второй множитель вычисляется с помощью степенного разложения
0
.
!
n
q
n
q
e
n
=
=
При
01q≤<
этот ряд быстро сходится, так как
( )
1
1
0.
!
n
n
Rq q
nn
+
≤<
П р и м е р 2.1. Найти
e
с точностью до
5
10 .
Р е ш е н и е. Пользуемся формулой
1
2
0
1
,
2
n
kn
k
e uR
=

= +


(2.5)
где
0
1,u =
1
2
k
k
u
u
k
=
( )
1, 2, ,kn=
. Слагаемые подсчитываем с двумя запасными десятичными
17