Методические указания, контрольные работы по дисциплине "Математика" (3 семестр). Ребро И.В. - 33 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

33
х
0
=0,75 f(x
0
)=-1,0781 6875,11)(
0
=
xf
n A B x
n
f(x
n
)
)(
n
xf
Критерий
остановки
0 0,5 1 0,75 -1,0781 11,6875
>ε
1 0,5 1 0,8422 0,01937 12,1281
>ε
2 0,5 1
0,8406
0,00002
<ε
Ответ: х=0,8406
4) Определить и найти методом итераций действительные корни
уравнения с точностью до 0,001.
Решение.
Уравнение приведем к виду:
)(
10
9
3
xxили
x
x
ϕ
=
= . Так как
1
10
3
)(,
10
3
)(
max
15,0
2
<=
=
x
x
x
x
ϕϕ
, то условие выполнено; процесс итераций
будет сходиться. Взяв в качестве начального приближения середину от-
резка, то есть приняв х
0
=0,75, вычисление последующих приближений
проведем по формуле:
10
9
3
1
n
n
x
x
=
+
. Результаты этих вычислений предста-
вим в таблице:
N x
n
x
n
3
9- x
n
3
10
9
3
1
n
n
x
x
=
+
0 0,75 0,421875 8,578 0,8578
1 0,8578 0,63119 8,3688 0,83688
2 0,83688 0,58612 9,4139 0,84139
3 0,84139 0,59565 8,4043 0,84043
4 0,84043 0,59361 8,4064 0,84064
5 0,84064 0,59406 8,4059 0,84059
6 0,84059 0,59395 8,4060 0,8406
7 0,8406 0,59397 8,40602 0,8406
Ответ: х=0,8406
2. Вычислить первую и вторую производные от таблично заданной
функции y
i
= f(x
i
) = 0, 1, 2, 3, 4, в точке х = X*; X* = 0.2.
i
0 1 2 3 4
x
i
y
i
0.0
1.0
0.1
1.1052
0.2
1.2214
0.3
1.3499
0.4
1.4918
Решение. Вычислим производную, используя формулу и отрезок [х
1
, х
2
].
Левосторонняя производная:
()
.38,2
1.02.0
1052.12214.1
2214,12.0
12
12
2
=
+=
+=
xx
yy
yy
Правосторонняя производная:
()
.5,2
2.03.0
2214.13499.1
2214,12.0
23
23
2
=
+=
+=
xx
yy
yy
      х0=0,75                f(x0)=-1,0781                      f ′( x0 ) = 11,6875
      n             A                   B         xn                  f(xn)         f ′( xn )         Критерий
                                                                                                      остановки
      0             0,5                 1         0,75               -1,0781        11,6875           >ε
      1             0,5                 1         0,8422             0,01937        12,1281           >ε
      2             0,5                 1         0,8406             0,00002                          <ε
     Ответ: х=0,8406
4) Определить и найти методом итераций действительные корни
   уравнения с точностью до 0,001.
Решение.
                                                                                        9 − x3
     Уравнение                      приведем                к        виду:         x=          или x = ϕ ( x) .   Так   как
                                                                                          10
              3x 2                                    3
ϕ ′( x) = −        ,    max ϕ ′( x) = 10 < 1 ,                   то условие выполнено; процесс итераций
              10          0 , 5≤ x ≤1

будет сходиться. Взяв в качестве начального приближения середину от-
резка, то есть приняв х0=0,75, вычисление последующих приближений
                            9 − xn3
проведем по формуле: xn+1 =         . Результаты этих вычислений предста-
                              10
вим в таблице:
    N       xn                                  xn3                9- xn3                        9 − xn3
                                                                                            xn+1 =
                                                                                                   10
      0                 0,75                    0,421875           8,578                   0,8578
      1                 0,8578                  0,63119            8,3688                  0,83688
      2                 0,83688                 0,58612            9,4139                  0,84139
      3                 0,84139                 0,59565            8,4043                  0,84043
      4                 0,84043                 0,59361            8,4064                  0,84064
      5                 0,84064                 0,59406            8,4059                  0,84059
      6                 0,84059                 0,59395            8,4060                  0,8406
      7                 0,8406                  0,59397            8,40602                 0,8406
      Ответ: х=0,8406
2. Вычислить первую и вторую производные от таблично заданной
функции yi = f(xi) = 0, 1, 2, 3, 4, в точке х = X*; X* = 0.2.
 i            0                             1               2                  3                  4
xi            0.0                     0.1                   0.2               0.3                 0.4
yi            1.0                   1.1052                1.2214            1.3499              1.4918

Решение. Вычислим производную, используя формулу и отрезок [х1, х2].
                                          y2 − y1             1.2214 − 1.1052
Левосторонняя производная: y′(0.2) = y2 +          = 1,2214 +                  = 2,38.
                                          x2 − x1                 0 .2 − 0 .1
                                           y −y                1.3499 − 1.2214
Правосторонняя производная: y′(0.2) = y2 + 3 2 = 1,2214 +                       = 2,5.
                                           x3 − x2                 0 .3 − 0 .2



                                                                         33