rpd000009138 (1008596), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Условия теоремы 2.3 (лекции) выполнены.
В качестве начального приближения положим .
Вычисляем последовательные приближения с одним запасным знаком по формуле
, где
.
Достижение требуемой точности контролируется условием .
Результаты вычислений приведены в таблице
Practice7.doc
Практическое занятие 7. Полиномиальная интерполяция (2 ч, СРС – 1 ч, тема 3, лекция 7).
Пример 1.
Используя таблицу значений функции -
, вычисленную в точках
построить многочлен Лагранжа, проходящий через точки
.
Вычислить значение погрешности интерполяции в точке .
Решение.
Функция
задана в четырех точках, следовательно, искомым является многочлен Лагранжа третьей степени
Заполним таблицу:
Искомый многочлен Лагранжа может быть записан в виде:
Вычислим значение интерполяционного многочлена и точное значение функции в точке :
Абсолютная погрешность интерполяции составляет: .
Пример 2.
Используя таблицу значений функции -
, вычисленную в точках
построить многочлен Ньютона, проходящий через точки
.
Вычислить значение погрешности интерполяции в точке .
Решение.
Функция
задана в четырех точках, следовательно, искомым является многочлен Ньютона третьей степени
Заполним таблицу конечных разностей
Искомый многочлен Ньютона записывается в виде:
Вычислим значение интерполяционного многочлена и точное значение функции в точке :
Абсолютная погрешность интерполяции составляет: .
Practice8.doc
Практическое занятие 8. Интерполяция сплайнами (2 ч, СРС – 1 ч, тема 3, лекция 8).
Пример 1.
Построить кубический сплайн для функции, заданной в узлах интерполяции, предполагая, что сплайн имеет нулевую кривизну при и
.
Решение. Запишем систему уравнений
применительно к рассматриваемой задаче
Решив данную систему, найдем и, воспользовавшись формулами:
заполним таблицу.
Вычислим значение функции точка
принадлежит отрезку [1,2], на этом отрезке таблично заданная функция представляется кубическим сплайном:
Practice11.doc
Практическое занятие 11. Численное интегрирование (2 ч, СРС – 1 ч, тема 3, лекция 11).
Пример 1.
Вычислить определенный интеграл , методами прямоугольников, трапеций, Симпсона с шагами
. Уточнить полученные значения, используя Метод Рунге-Ромберга-Ричардсона:
Решение.
В случае интегрирования с постоянным шагом формулы метода прямоугольников принимает вид:
метода трапеций:
метод Симпсона:
Вычислим интеграл с шагом 0.5, результаты занесем в таблицу.
Метод | |||||
прямоугольников | трапеций | Симпсона | |||
0 | -1.0 | -1.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
1 | -0.5 | -0.08 | -0.12245 | -0.27 | |
2 | 0.0 | 0.0 | -0.13428 | -0.29 | -0.22 |
3 | 0.5 | 0.01653 | -0.12874 | -0.28587 | |
4 | 1.0 | 0.02041 | -0.11914 | -0.27663 | -0.20558 |
Вычислим интеграл с шагом 0.25, результаты занесем в таблицу.
Метод | |||||
прямоугольников | трапеций | Симпсона | |||
0 | -1.0 | -1.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
1 | -0.75 | -0.24490 | -0.11570 | -0.15561 | |
2 | -0.5 | -0.08 | -0.15031 | -0.19622 | -0.17163 |
3 | -0.25 | -0.02367 | -0.16165 | -0.20918 | |
4 | 0.0 | 0.0 | -0.16403 | -0.21214 | -0.18619 |
5 | 0.25 | 0.01108 | -0.16239 | -0.21076 | |
6 | 0.5 | 0.01653 | -0.15882 | -0.20731 | -0.18112 |
7 | 0.75 | 0.01920 | -0.15430 | -0.20284 | |
8 | 1.0 | 0.02041 | -0.14914 | -0.19789 | -0.17164 |
Уточним значение интеграла, используя метод Рунге-Ромберга , получим:
Точное значение | ||||
прямоугольников | трапеций | Симпсона | ||
-0.16474 | -0.15937 | -0.17164 | -0.16033 | |
0.00537 | 0.00690 | 0.00441 |
Practice12.doc