Реферат по предмету "Информатика"


Наближене розв язування рівнянь графічне відокремлення коренів методи проб хорд і дотичних Д

Пошукова робота на тему:
Наближене розв’язування рівнянь: графічне відокремлення коренів, методи проб, хорд і дотичних. Дотична і нормаль до кривої.
План
Дотична і нормаль до плоскої кривої
Наближене розв’язування рівнянь
Графічне відокремлювання коренів
Методи проб, хорд і дотичних
Інтерполювання
ГЕОМЕТРИЧНІ ЗАСТОСУВАННЯ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНОГО ЧИСЛЕННЯ.
НАБЛИЖЕНЕ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ РІВНЯНЬ
1. Дотична і нормаль до плоскої кривої
            Якщо /> є рівняння кривої, а точка /> є точка дотику, то рівняння дотичної має вигляд
                              />,                                (7.1)
де />.
            Пряма, яка проходить через точку дотику перпендикулярно до дотичної, називається нормаллю до кривої. Використаємо умову перпендикулярності двох прямих, тоді для нормалі одержимо рівняння
                       />.                                  (7.2)
Приклади.
1. Скласти рівняння дотичної та нормалі до параболи /> в довільній її точці />.
Р о з в ’ я з о к. Диференціюємо рівняння параболи: />, звідки />, тому />.
Рівняння дотичної до параболи
/>;
рівняння нормалі до параболи
/>/>.
2.      Скласти рівняння дотичної та нормалі до циклоїди
/>.
            Р о з в ’ я з о к. Обчислюємо
/>.
            Рівняння дотичної до циклоїди в точці />, що відповідає значенню параметра />:
/> (дотична);
/> (нормаль).
            Дотична і нормаль кривої, побудовані в довільній її точці />, в перетині з віссю /> утворюють прямокутний трикутник /> (рис. 7.1).
            Катети цього трикутника /> і/>та відрізки />і />часто використовуються в різних питаннях геометрії і дістали спеціальні позначення і назви:
/>— довжина дотичної;
/> — довжина нормалі;
/> — піддотична;
/> -піднормаль.
/>/>
Рис.7.1
            Ці відрізки можуть бути виражені через значення /> та/>в точці />:
/> , або />;
/>,   або />;
/>, або />;
/>,   або />.
            Враховуючи, що як />, так і /> можуть мати  від’ємні значення, одержані формули перепишемо:
     />.    (7.3)
2. Наближене розв’язування рівнянь />
            Розглянемо рівняння /> і нехай />— його дійсний корінь, тобто />      Геометрично рівність /> означає, що графік функції /> проходить через точку /> осі /> Далі ми будемо розв’язувати задачу про знаходження з наперед />заданою точністю наближеного значення кореня /> рівняння />Спочатку розглянемо питання про відокремлення коренів рівняння.--PAGE_BREAK--
            Корінь /> рівняння /> відокремлений, якщо знайдено відрізок ( позначимо його /> ), в якому, крім />, немає  інших коренів цього рівняння.
            Задача відокремлення коренів рівняння /> розв’язується просто, якщо побудова графіка функції /> не є важкою. Дійсно, маючи графік функції />, легко виділити відрізки, в кожному із яких знаходиться лише один корінь розглядуваного рівняння, або, що те саме, виділити відрізки, на кожному із яких є лише одна точка перетину кривої /> з віссю/>
            Відділити корені рівняння /> при умові, що />— диференційована функція, можна не лише графічно. Нехай на кінцях деякого відрізка /> функція /> має значення різних знаків. Тоді за властивістю неперервних функцій ця функція на інтервалі /> по меншій мірі один раз обертається в нуль, тобто рівняння />має по меншій мірі один корінь.
            Якщо похідна /> зберігає знак на відрізку />, то внаслідок монотонності функції /> рівняння />на інтервалі /> має єдиний корінь.
            У цьому випадку числа /> та /> є наближеними значеннями кореня /> відповідно з нестачею і з надлишком. Ці інтервали можна звужувати, тоді границі їх будуть давати все точніші наближення для коренів рівняння.
            Нехай корінь /> рівняння /> відокремлений, тобто є відрізок />, на якому, крім />, немає інших коренів цього рівняння.
            Відшукаємо значення /> з будь-якою точністю за таких допущень: функція /> має на відрізку /> неперервні похідні до другого порядку включно і, крім того, похідні /> і /> зберігають знаки на цьому відрізку. Із цих умов випливає, що />— монотонна функція на відрізку />, яка на кінцях має різні знаки, а також, що крива /> опукла або вгнута  (рис.7.2).
/>
              />
                                               Рис.7.2
            Уточнимо корінь /> рівняння />способами хорд і дотичних. Зміст цих способів полягає в тому, що точка перетину кривої /> з віссю /> замінюється точкою перетину з віссю/>відповідно хорди ( в методі хорд ) і дотичної  (в методі дотичних ).
7.2.1.Метод хорд
            Напишемо рівняння хорди/>:
/>
і покладемо в нього />. Знайдемо />— абсцису точки перетину
хорди /> з віссю />:
/>
Із умов, яким задовольняє функція />, випливає, що />Позначимо через /> точку кривої />, відповідну/>(рис.7.3).
            Розглянемо хорду /> та знайдемо її точку перетину з віссю />
/>
при цьому />
            Продовжуючи цей процес, означимо послідовність />:
/>
            Послідовність />— монотонна, обмежена і збіжна. Можна довести, що />.
            Абсолютна похибка />-го наближення />оцінюється за нерівністю
/>
де />— найменше значення /> на відрізку />Тому можна зупинити процес /> тоді, коли /> стане менше допустимої похибки результату.
3. Метод дотичних
            Проведемо дотичну до кривої /> в точці />(рис.7.4 ).    продолжение
--PAGE_BREAK--
Саме в цій точці збігаються знаки функції /> та /> (дотична
до кривої в точці /> може перетнути вісь /> за межами відрізка
/> ).
/>
                  Рис.7.3                                         Рис.7.4
            Знайдемо точку  перетину цієї дотичної з віссю />. Рівняння дотичної запишемо у вигляді:
/>.
Покладемо в цьому рівнянні />. Знайдемо />— абсцису точки перетину дотичної з віссю />:
/>,
Значенню /> відповідає точка кривої />. Абсциса точки перетину дотичної до кривої /> в точці /> з віссю /> буде
/>.
            Продовжуючи цей процес, знайдемо
/>.
Послідовність/>— монотонна і обмежена. Можна довести, що />.
            Абсолютна похибка />-го наближення може бути оцінена за нерівністю
/>.
Якщо потрібно обчислити корінь рівняння />з
абсолютною похибкою, не більшою від заданого числа /> то закінчуємо обчислення при
/>.
            Зауваження.На практиці часто використовують обидва методи. Одним методом одержують наближення шуканого кореня з нестачею, а другим – з надлишком.
            Яким саме методом одержується наближення кореня з нестачею, а яким – з надлишком, залежить від функції />. Якщо врахуємо, що кожна послідовність /> та />— монотонна, то легко знаходити корінь з заданою точністю, оскільки знаки, що збігаються в наближеннях /> та /> (в наближеннях /> та />) є правильними.


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.