Реферат по предмету "Математика"


Решение задач методами Эйлера и Рунге-Кутта

1. Построить кубический сплайн, интерполирующийфункцию у = ¦(х) на [1,00;1,20] для равномерного разбиения с шагом h = 0,04:
¦(х) = ln x
Найти значения в точках 1,05; 1,13;1,17.
Решение
Построим таблицу значений функции наинтервале [1,00; 1,20] с шагом
h = 0,04:x ¦(х) = ln x 1 1,04 0,039221 1,08 0,076961 1,12 0,113329 1,16 0,14842 1,2 0,182322 Сплайн-интерполяция таблично заданной функции
1. На отрезке [a, b] задать одномерную сетку
 
hx = {xi / xi = xi–1+ hi, hi > 0, i = 1, 2, 3, …, n; x0= a, xn= b}
 
и значения yi = f(xi) в узлах сетки xi, i = 0, 1, 2, …, n.
Задать x* Î (a, b).
2. Положить ai = yj, i = 0, 1, 2, …, n.
3. Составить ирешить трех диагональную систему методом прогонки:

/>
Определить значения коэффициентов ci, i = 0, 1, 2, …, n.
4. Определитьзначения коэффициентов di и bi, i = 1, 2, 3, …, n, воспользовавшись формулами:
di = (ci – ci – 1)/ hi, i = 1, 2, …
/>
5. Определитьзначение индекса 0
6. Вычислить поформуле
 
S(x*) = Sk(x*) = ak + bk(x*– xk) + (ck / 2)(x* – xk)2+ (dk / 6)(x* – xk)3.
7. Процесс завершен:S(x*) – результат интерполяции табличных данных в точку x* Î (a, b).
Результаты вычислений удобнеепредставлять в виде таблицы:
ai
bi
ci
di 0,03922 0,96467 -1,188280 -29,70700 0,07696 0,92494 -0,798322 9,74897 0,11333 0,89366 -0,765997 0,80813 0,14842 0,85986 -0,92391 -3,94780 0,18232 0,84138 0,00000 23,09770
Значение функции в точке находится поформуле:
S(x*) = Sk(x*)= ak + bk(x* – xk) + (ck / 2)(x*– xk)2 + (dk / 6)(x* – xk)3

/>
2. Найти решение задачи Коши длядифференциального уравнения на равномерной сетке [a, b] с шагом0,2 методом Эйлера и классическим методом Рунге-Кутта
/>, />,0 £ х £ 1
Решение. Метод Эйлера
/>
— разностная аппроксимация Эйлера. Точностьметода />. Метод Рунге-Кутта
дифференциальный интерполирующий уравнение сплайн
/>
/>/>

Результаты вычислений удобнеепредставлять в виде таблиц:
Метод Эйлераx y
/> 1 0,2 0,2 1 0,4 0,416 1.04 0,6 0,67392 1.1232 0,8 1,00639 1.25798 1 1,45926 1.45926
Метод Рунге-Куттаi
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>=/> 1 0,02 0,0202 0,040808 1,0202 1 0,2 1,0202 0,0408081 0,0624363 0,0630852 0,0866629 1,08329 2 0,4 1,08329 0,086663 0,112662 0,113962 0,14367 1,19722 3 0,6 1,19722 0,143666 0,177667 0,180047 0,220362 1,37713 4 0,8 1,37713 0,22034 0,267713 0,271977 0,329821 1,64872 5 1 1,64872 0,329743 0,398989 0,406607 0,493278 2,05442
3. Найти решение задачи безусловнойминимизации ¦(х) ® min, х Î R2. Установить множество глобальногорешения
¦(х) = />
Решение
Даннаязадача решается методом сопряженных направлений (градиентов). Алгоритм данногометода представлен далее./>Метод сопряженныхнаправлений
1 Начать с точки x(0) = (x1(0), x2(0), …, xn(0))т и n-линейно независимых направлений s(i),
i = 1,2, …, n, которые могут быть выбраны,например, совпадающими с координатными направлениями e(i), i = 1, 2, …, n. Положить k = 1.
2 Начиная с точки x(0) осуществить одномерный поиск дляфункции f(x) в направлении s(n) иопределить точку z(1).
3 Начиная с точки z(1) осуществить последовательно n – 1 одномерный поиск для f(x) сначала в направлении s(1), а затем из полученной точки в направлении s(2) и т. д. до одномерного поиска внаправлении s(n – 1) включительно. В результате этихдействий будет определена точка x(2).
4 Начиная с точки x(2) осуществить одномерный поиск для f(x) в направлении s(n) иопределить точку z(2)./>
Согласно обобщенному свойству «параллельного подпространства»направление
s(n + 1) = z(2) – z(1)
будет сопряженным по отношению к направлениям s(n),s(n – 1), …, s(n – k + 1) (для k = 1 – только к направлению s(n)).
5 Начиная с точки z(2) осуществить поиск в направлении s(n + 1) и определить x*.
6 Положить k: = k + 1.Если k = n, перейти к выполнению п. 8.
7 Положить z(1): = x* и s(i): = s(i + 1), i = 1, 2, …, n.и перейти к выполнению п. 2.
8 Процессвычислений завершен: x* – точка минимума функции f(x).
Результаты вычислений удобнеепредставлять в виде таблицы:
Таблица результатовk
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/> 1 1 1 1 2 2 -4 2 2 1 -2 2 -2 -8

Точка (2,-2) – точка минимумафункции. В этой точке функция принимает значение />.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Корейский полуостров
Реферат A Work Of Art Essay Research Paper
Реферат Методологические аспекты учета и анализа финансовых результатов предприятия ООО Строй-Инвест
Реферат Дуловы
Реферат Земли природно-заповедного фонда
Реферат Бюджетное устройство в Российской Федерации и основные направления его совершенствования в средн
Реферат I российский конгресс «Управление качеством медицинской помощи и системой непрерывного образования медицинских работников»
Реферат Методика организации культурно-массовой работы военных музеев, комнат (кают) воинской славы в интересах решения задач культурно-досугового обеспечения частей и подразделений Военных сил РФ
Реферат Продюсирование как форма управления персоналом в музыкальной индустрии
Реферат Информационный менеджмент как процесс управления людьми обладающими информацией
Реферат Замечания по поводу атеистической литературы последних лет
Реферат Ат “КомІвестБанк”
Реферат Методические основы работы концертмейстера
Реферат Анализ статьи Владимира Яковлевича Гельмана «Постсоветские политические трансформации»
Реферат Разработка контроллера для мониторинга и оценки качества обслуживания сети пользователей