- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Оглавление
- •Лекция № 1
- •1. Особенности математических вычислений, реализуемых на эвм: теоретические основы численных методов: погрешности вычислений
- •1.1. Дискретизация
- •1.3. Погрешность
- •1.4. Устойчивость и сложность алгоритма (по памяти, по времени)
- •2.1. Основные понятия линейной алгебры. Классификация методов решения
- •2.2. Метод исключения Гаусса. Вычисление определителя и обратной матрицы методом исключения
- •2.3. Численные методы решения линейных уравнений
- •2.3.1. Метод прогонки
- •2.3.2. Итерационные методы
- •3.1. Решение нелинейных уравнений
- •3.1.1. Метод половинного деления
- •3.1.2. Метод простой итерации
- •3.1.3. Метод Ньютона
- •3.1.4. Метод секущих
- •3.1.5. Метод парабол
- •3.2. Методы решения нелинейных систем уравнений
- •4.1.Функция и способы ее задания
- •4.2 Основные понятия теории приближения функций
- •4.3 Интерполяция функций
- •4.3.1 Интерполирование с помощью многочленов
- •4.3.2 Погрешность интерполяционных методов
- •4.3.3 Интерполяционный многочлен Лагранжа
- •4.3.4 Конечные разности
- •4.3.5 Интерполяционные многочлены Стирлинга и Бесселя
- •4.3.6 Интерполяционные многочлены Ньютона
- •4.3.7 Разделенные разности
- •4.3.8 Интерполяционный многочлен Ньютона для произвольной сетки узлов
- •4.3.9 Итерационно-интерполяционный метод Эйткина
- •4.3.10 Интерполирование с кратными узлами
- •4.4 Равномерное приближение функций. Приближение методом наименьших квадратов
- •5.1. Численное дифференцирование
- •5.2. Формулы численного интегрирования
- •5.3. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Метод конечных разностей для численного решения дифференциальных уравнений
- •Интегрирование дифференциальных уравнений с помощью степенных рядов
- •5.4. Преобразование Фурье
- •5.4.1 Применения преобразования Фурье
- •5.4.2 Разновидности преобразования Фурье Непрерывное преобразование Фурье
- •Ряды Фурье
- •Дискретное преобразование Фурье
- •Оконное преобразование Фурье
- •Другие варианты
- •5.4.3 Интерпретация в терминах времени и частоты
- •5.4.4 Таблица важных преобразований Фурье
- •Библиографический список
5.4.4 Таблица важных преобразований Фурье
Следующая таблица содержит список важных формул для преобразования Фурье F(ω) и G(ω) обозначают фурье компоненты функций f(t) и g(t), соответственно. f и g должны быть интегрируемыми функциями или обобщенными функциями.
Помните, что соотношения в этой таблице и в особенности множители такие как ,зависит от соглашения какая форма определения для Фурье преобразования использовалась прежде (хотя в общем виде соотношения конечно правильны).
Таблица 8. Таблица преобразований Фурье
|
Функция |
Образ |
Примечания |
1 |
|
|
Линейность |
2 |
|
|
Запаздывание |
3 |
|
|
Частотный сдвиг |
4 |
|
|
Если большое, тососредоточена около 0 истановится плоским |
5 |
|
|
Свойство преобразования Фурье от n-ой производной |
6 |
|
|
Это обращение правила 5 |
7 |
|
|
Запись означаетсвёртку и. Это правило —теорема о свёртке |
8 |
|
|
Это обращение 7 |
9 |
|
|
означает дельта-функцию Дирака |
10 |
|
|
Обращение 9. |
11 |
|
|
Здесь, —натуральное число, —n-ая обобщённая производная дельта-функции Дирака. Следствие правил 6 и 10. Использование его вместе с правилом 1 позволяет делать преобразования любых многочленов |
12 |
|
|
Следствие 3 и 10 |
13 |
|
|
Следствие 1 и 12 с использованием формулы Эйлера |
14 |
|
|
Также из 1 и 12 |
15 |
|
|
Показывает, что функция Гаусса совпадает со своим изображением |
16 |
|
|
Прямоугольная функция — идеальный фильтр низких частот и sinc функция её временной эквивалент |
17 |
|
|
Здесь —sign функция. Это правило согласуется с 6 и 10 |
18 |
|
|
Обобщение 17 |
19 |
|
|
Обращение 17 |
20 |
|
|
Здесь —функция Хевисайда. Следует из правил 1 и 19 |
Библиографический список
Бахвалов, Н.С. Численные методы : учеб.пособие для вузов / Н.С.Бахвалов, Н.П.Жидков, Г.М.Кобельков .— 5-е изд. — М. : БИНОМ.Лаборатория Знаний, 2007 .— 636с. : ил..— Библиогр.в конце кн. — ISBN 5-94774-620-4
Костомаров, Д.П. Вводные лекции по численным методам : учеб.пособие для вузов / Д.П.Костомаров,А.П.Фаворский .— М. : Логос, 2006 .— 184с. : ил..— Библиогр.в конце кн. — ISBN 5-98704-160-0
Пирумов, У.Г. Численные методы / У.Г. Перумов. – М.: Дрофа, 2007. – 222 с.
Федосик, Е.А. Элементы численных методов : учеб.метод.пособие / Е.А.Федосик; Белорус.нац.техн.ун-т, Каф. "Высшая математика №1" .— Минск, 2006 .— 152с. — ISBN 985-479-452-0
Рябенький, В.С. Введение в вычислительную математику / В.С. Рябенький. – М.: Физматлит, 2000. – 296 с.
Бахвалов, Н.С. МГУ им. М.В.Ломоносова. Численные методы : учеб.пособие для вузов / Н.С.Бахвалов, Н.П.Жидков, Г.М.Кобельков .— 3-е изд.,доп.и перераб. — М.: БИНОМ. Лаборатория Знаний, 2004 .— 636с. — (Классич. университетский учебник) .— Библиогр.в конце кн. — ISBN 5-94774-175-X /в пер./
Яблочкин Л.Б. и др. Основы численных методов. – Тула: ТулГУ, 2000. – 114 с.
Российская академия наук. Отделение математики РАН. Отеление информатики,вычислительной техники и автоматизации. Дифференциальные уравнения: ежемесячный математический журнал : журнал / РАН, М. : Наука/Интерпериодика, .— ISSN 0374-0641.