- •Конспект лекций
- •Введение. Понятие о численных методах. История развития численных методов.
- •Интерполяция функций.
- •Постановка задачи.
- •Конечные разности различных порядков.
- •Диагональная таблица
- •Первая интерполяционная формула Ньютона.
- •Горизонтальная таблица разностей.
- •Вторая интерполяционная формула Ньютона.
- •Горизонтальная таблица разностей.
- •Общая характеристика интерполяционных формул с постоянным шагом.
- •Интерполяционная формула Лагранжа.
- •Частные случаи.
- •Формула Ньютона для неравностоящих узлов Разделённые разности
- •Интерполяционная формула Ньютона для неравностоящих значений аргумента
- •Погрешность формулы Ньютона для неравностоящих узлов
- •Интерполяция сплайками
- •Многочлены Чебышева
- •Выбор узлов интерполирования
- •Обратное интерполирование для равноотстоящих узлов
- •Обратное интерполирование для неравноотстоящих точек
- •Общие выводы по задаче интерполяции
- •Оценка погрешности интерполяционной формулы Лагранжа
- •Решение системы линейных уравнений Общая характеристика методов решения систем линейных уравнений
- •Прямой метод
- •По правилу Крамера
- •Метод Гаусса. Схема единственного деления
- •Трудоёмкость метода Гаусса
- •Метод Гаусса. Схема с выбором главного элемента
- •Достоинства метода
- •Метод итераций
- •Сходимость метода итераций для решения системы алгебраических уравнений
- •Достоинства метода итераций
- •Метод Зейделя
- •Численное решение систем нелинейных уравнений Постановка задачи
- •Метод Ньютона
- •Сходимость метода Ньютона
- •Теорема о существовании корней и сходимости процесса Ньютона
- •Градиент функции u
- •1 Итерация
- •2 Итерация
- •Сходимость градиентного метода
- •Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений
- •Численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Метод Эйлера.
- •Особенности метода Эйлера.
- •Первая улучшенная формула Эйлера
- •Вторая улучшенная формула Эйлера
- •Метод Рунге-Кутта.
- •Методы обработки экспериментальных данных. Постановка задачи
- •Узловые точки
- •Класс функций
- •Критерий согласия
- •Среднеквадратичный критерий
- •Минимаксный критерий или критерий чебышева
- •Линейная функция.
- •Квадратный трехчлен.
- •Степенная функция
- •Показательная функция.
- •Логарифмическая функция.
- •Дробно-линейная функция.
- •Гипербола.
- •Дробно-рациональная.
Диагональная таблица
x |
y |
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
1 |
|
2 |
|
|
|
3 |
|
0 |
2 |
4 |
|
2 |
|
|
|
5 |
|
|
3 |
9 |
|
|
|
При составлении таблиц возможные ошибки вычисляются и диагональная таблица наглядно показывает нам, как отразится ошибка в значении yn.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следует заметить, что максимальная ошибка – в той же горизонтальной строке, где и табличная величина yn.
Пример: исправить ошибку в таблице (неверные цифры взяты в скобки).
|
|
|
|
Ошибка |
15 |
13,260 |
|
0 |
|
|
|
884 |
|
|
16 |
14,144 |
|
0 |
|
|
|
884 |
|
|
17 |
15,912 |
|
0 |
|
|
|
884 |
|
|
18 |
15,028 |
|
(-4)0 |
|
|
|
88(0)4 |
|
|
19 |
16,79(2)6 |
|
(8)0 |
|
|
|
88(8)4 |
|
|
20 |
17,680 |
|
(-4)0 |
|
|
|
884 |
|
|
21 |
18,564 |
|
0 |
|
|
|
884 |
|
|
22 |
19,448 |
|
0 |
|
|
|
884 |
|
|
23 |
20,332 |
|
0 |
|
Как видно из таблицы, ход вторых разностей нарушается при x=19. Ошибка распространяется на 3 строки. Находим среднее арифметическое значение второй разности для средней из 3 точек:
= , =
Внося исправление в табличное значение y для x=19, получим верное значение функции:
n=(yn+ )- =16.792-(-0.004)=16.796.