- •Численные методы.
- •Действия над приближенными числами.
- •Относительная погрешность.
- •Число верных знаков.
- •Округление чисел.
- •Свойства погрешностей.
- •Универсальный математический пакет программ MathCad: основные сведения.
- •Примеры вычислений в среде MathCad.
- •Найти обратную матрицу
- •Построить график функции
- •Приближенное решение алгебраических и трансцендентных уравнений.
- •Программа на языке qbasic
- •Метод Ньютона (метод касательных).
- •Метод простых итераций (метод последовательных приближений).
- •То итерационный процесс
- •Предельное значение
- •Геометрическая иллюстрация метода итераций.
- •Интерполяция функций. Многочлен Лагранжа.
- •Текст программы на языке qbasic имеет вид
- •Блок-схема программы вычисления процедуры-функции lx() вычисления многочлена Лагранжа k – й степени в точке х1.
- •Интерполяционная функция Ньютона.
- •Аппроксимация функций по методу наименьших квадратов.
- •Текст программы на языке qbasic имеет вид
- •Текст программы на языке qbasic для вычисления среднего квадратического отклонения.
- •Метод Гаусса решения системы линейных уравнений.
- •Текст программы решения системы уравнений методом Гаусса на языке qbasic.
- •Приближенное вычисление определенных интегралов.
- •Формула прямоугольников.
- •Блок-схема программы вычисления интеграла по формуле прямоугольников.
- •Текст программы на языке qbasic интегрирования по формуле прямоугольников.
- •Формула трапеций.
- •Блок-схема программы вычисления интеграла по формуле Симпсона
- •Текст программы на qbasic интегрирования по формуле Симпсона.
- •Численное интегрирование дифференциальных уравнений.
- •Метод Эйлера.
- •Метод Рунге-Кутта.
- •Блок-схема программы вычисления решения дифференциального уравнения по методу Рунге-Кутта.
- •Блок-схема процедуры-функции метода Рунге-Кутта.
- •Расчетные формулы для метода Рунге- Кутта.
- •Результаты работы программы
- •Одномерная оптимизация.
- •Метод дихотомии.
- •Текст программы нахождения минимума методом градиентного спуска.
Текст программы нахождения минимума методом градиентного спуска.
DECLARE SUB gr (x(), g(), y)
n = 2
al = .15
E = .0001
DIM x(1 TO n), g(1 TO n), x1(1 TO n), g1(1 TO n)
DATA 0, 0
FOR i = 1 TO n
READ x(i)
NEXT i
k = 0
m1: CALL gr(x(), g(), y)
s = 0
FOR i = 1 TO n
s = s + g(i) ^ 2
NEXT i
IF s < E THEN GOTO m4
k = k + 1
m2: FOR i = 1 TO n
x1(i) = x(i) - al * g(i)
NEXT i
CALL gr(x1(), g1(), y1)
IF y1 < y THEN GOTO m3
al = .5 * al
GOTO m2
m3: FOR J = 1 TO n
x(J) = x1(J)
NEXT J
GOTO m1
m4: WRITE "(x1min, x2min) (", x(1), x(2), ")", "k=", k, “fmim=”,y
END
SUB gr (x(), g(), y)
y = EXP(x(1) ^ 2 + x(2) ^ 2) + 2 * x(1) - 3.5 * x(2)
ye = EXP(x(1) ^ 2 + x(2) ^ 2)
g(1) = ye * 2 * x(1) + 2
g(2) = ye * 2 * x(2) - 3.5
END SUB
Результат программы (x1min, x2min) – (-0.445472, 0.779575), число итераций k = 17, fmin = -1.380114.
Нахождение минимума функции, зависящей от нескольких переменных, можно делать с помощью пакета программ MathCAD.
П р и м е р . Найти точку минимума функции z = x2 + y2 – 4x + 8y. После записи функции указываются координаты точки, с которой начинается поиск. С помощью функции Minimize находится точка минимума, а затем и минимальное значение функции.