Решение алгебраических и трансцендентных уравнений

Скачать 2.1 Mb.

Название	Решение алгебраических и трансцендентных уравнений
страница	2/27
Дата публикации	26.05.2015
Размер	2.1 Mb.
Тип	Решение

100-bal.ru > Математика > Решение

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 27

Метод итераций

применяется к уравнению вида Х= u(x) на отрезке [a,b], где:

а) модуль производной функции u(x) невелик: | u'(x) | <= q < 1 (x[a,b] )

б) значения u(x) лежат на [a,b] ,т.е. a <= u(x) <= b при x[a,b].

Если заранее известно, что на отрезке [a,b] расположен ровно один корень уравнения Х=u(x), то достаточно проверить выполнение условия а).

Упражнения: определить, применим ли метод итераций для уравнений:

1.7 Х=ln(3X+2) на отрезке [0,5]. А на отрезке [1,5]?

Х=е ^х^-9 на отрезке [10,12]. А на отрезке [0,1]?

Сведение исходного уравнения к виду, пригодному для применения метода итераций.

Сведение уравнения f(x)=0 к нужному виду обычно осуществляют одним из двух способов:

Выражают один из Х, входящих в уравнение, например уравнение е^х - х-=0 приводят к виду:

Х=е^х или Х = ln(х)

2) Подбирают множитель и производят преобразования: f(х)=0 => k*f(x)=0 => х=х + k*f(x), т.е. u(x)=х+ k*f(x). Например, если 0 < m < f'(x) <= M при Х[a,b], то можно в качестве k взять величину - 1/М, и тогда 0 <= u'(x) = 1 +к* f'(x)= 1- 1/M * f' (x) <= 1- m/M

Упражнения. Свести к виду, пригодному для применения метода итераций уравнения:

1.9 х³- 3 х² + 1 =0 на отрезке [ 2,3 ] .

1.10 x * tg(x/2)- sin(x/2) =0 на отрезке [-1,1 ] .

1.11 9-x²-e^x= 0 на отрезке [1,2].

Суть и обоснование метода итераций.

Суть метода итераций заключается в построении рекуррентной последовательности чисел, сходящейся к решению, по формуле х_к₊₁ = u(x_к), к=0,1,2,..., где х₀[a,b] -произвольная точка.

Справедливость метода обосновывает следующая ТЕОРЕМА:

Пусть на [a,b] задана функция u(x), удовлетворяющая условиям а) и б), а х₀ - произвольная точка отрезка [a,b], причем уравнение x=u(x) имеет корень. Тогда последовательность {Xк}, построенная по формуле х_к₊₁ = u(x_к) сходится к решению не медленнее, чем геометрическая прогрессия со знаменателем q.

Доказательство: Сравним расстояния от точек х_к₊₁ и x_кдо решения (обозначим его С), используя теорему Лагранжа:

| х_к₊₁-С| = |u(x_к)- u(C)| = | (х_к-с) u'(у)|<= |(х_к-с)|* max | u'(x) | = q |(х_к-с)|,

что и требовалось доказать.

Замечание 1. Требование существования корня приведено в теореме лишь для простоты доказательства.

Замечание 2. Теорема является одним из частных случаев применения принципа сжимающих отображений, который часто применяется в самых разных вопросах многих точных наук.

Условие окончания вычислений в методе итераций.

Замечание 3. Процесс построения последовательности следует обрывать, когда станет верным неравенство |х_к₊₁-х_к|< *(1-q)/q. В этом случае х_к₊₁ и дает приближение к решению с требуемой точностью.

Упражнение 1.12. Доказать, что в условиях теоремы из неравенства |х_к₊₁-х_к|< *(1-q)/q вытекает неравенство |х_к₊₁-с|< .

Упражнение 1.13.Составить алгоритм и программу на одном из языков для решения уравнений методом итераций.

Сравнение различных методов.

Сравнение методов обычно производится по следующим критериям:

1.Универсальность.

2.Простота организации вычислений и контроля за точностью.

3.Скорость сходимости.

Если сравнить три приведенных выше метода, то следует отметить, что

1) Самым универсальным является метод половинного деления, поскольку он применим для любой непрерывной функции. Однако и в двух других методах ограничения не слишком жесткие и, обычно, на практике можно применять любой метод.

2) Все три метода примерно одинаковы и очень просты.

3) Скорость сходимости в методе половинного деления -геометрическая прогрессия со знаменателем 1/2 , в методе итерации -со знаменателем q, а метод Ньютона, как правило, дает сходимость со скоростью, превышающей скорость сходимости любой геометрической прогрессии. Во всех случаях скорость сходимости очень высока.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 27

Похожие:

	Урока по теме: «уравнения. Решение задач с помощью уравнений» Зун учащихся по теме «Уравнения. Решение задач с помощью уравнений», навыков устных и письменных вычислений, упрощения алгебраических...		Урок математики в 6 ом классе по теме : «решение уравнений» Обучающие цели: повторение, обобщение и систематизация знаний учащихся по теме «Решение уравнений» и их применение отработка практических...
	Тематический план модуля «Решение некоторых трансцендентных уравнений и неравенств» Методические указания по выполнению выпускной квалификационной работы для специальности среднего профессионального образования 030912...		Тематический план курса I. Целые рациональные уравнения. 21 Лекция... Сведение уравнения к квадратному с помощью удачной подстановки. 13 Решение возвратных и обобщенных возвратных уравнений. 23 Решение...
	Урок конференция по теме "Решение задач с помощью квадратных уравнений" 8-й класс Решение задач с помощью квадратных уравнений”. Продолжить закрепление решение квадратных уравнений по формуле		Решение иррациональных уравнений и систем (10 класс) Цель: Закрепить решение иррациональных уравнений; развивать логическое мышление; расширять кругозор учащихся
	Дипломная работа «О некоторых применениях алгебры матриц» В данной дипломной работе рассматривается новые применения матриц в теории систем линейных уравнений, теории чисел и теории алгебраических...		Радиофизический факультет Ип в различных системах. Также содержание дисциплины направлено на обучение студентов основам решения задач линейной алгебры, решения...
	Оригинальность идеи и подхода, использование разнообразных приемов Определители. И их применение к решению систем линейных алгебраических уравнений		Тема: Решение задач с помощью системы уравнений первой и второй степени. Здравствуйте, ребята. Ещё начиная с начальной школы вы учились решать задачи. Для этого с каждым годом вы обучались всё новым и новым...
	Тема : Решение показательные уравнений Сегодня я дам вам действовать,чтобы вы поняли и запомнили способы и методы решения показательных уравнений		Урок математики в 4 классе по теме «Решение уравнений вида х×8 = 26 + 70» Познакомить с приемом решения уравнений на основе знаний связи между множителями и произведением
	Конспект урока на обобщающее повторение алгебры в 11 классе по теме... Повторение и обобщение знаний учащихся по теме «Решение тригонометрических уравнений и неравенств»		Элективный курс. Выполнила учитель математики моу сош №29 г. Чебоксары Морушкина Вера Васильевна Решение линейных уравнений (и уравнений приводимых к линейным), содержащих параметр. 5
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Развитие и совершенствование техники алгебраических преобразований, решения уравнений, неравенств, систем		Решение уравнений, содержащих параметры, один из труднейших разделов... Предлагаемый курс «Методы решения алгебраических задач с параметром» является предметно-ориентированным и предназначен для реализации...

Школьные материалы

Решение алгебраических и трансцендентных уравнений

Метод итераций

Сведение исходного уравнения к виду, пригодному для применения метода итераций.

Суть и обоснование метода итераций.

Условие окончания вычислений в методе итераций.

Сравнение различных методов.

Похожие: