Численный пример.

Рассмотрим функцию Z(x)= tg(x) – x + 2.Как было установлено, промежуток локализации корня для этой функции от -2 до -1.5, а=-2, b=-1.5 Требуется вычислить корень функции с точностью ε = 0.0001 Сначала необходимо найти первую и вторую производные

В качестве начального приближения x0 выберем значение -1.5 (x0=-1.5), так как знаки функции и ее второй производной совпадают (Z(-1.5) = -10.6 Z’’(-1.5)= -0.0005).

Сначала найдем корень функции без использования компьютера. Чтобы ограничить количество итераций определим с точность ε=0.05.

Шаг 1. Вычислим х1.

Z(x0)= -10.6014, первая производная z’(x0) = 198.86

│x1 – x0 │= 0.054. Поскольку требуемая точность не достигнута, продолжаем вычисления.

Шаг 2.

Z(x1)=-4.569, Z’(x1) = 64.256

│x2 – x1 │= 0.07 > 0.05

 

Шаг 3

Z(x2)=-1.681, Z’(x2)= 25.575

 

│x3 – x2 │= 0.067 >0.05

 

IШаг 4.

Z(x3)=-0.435, Z’(x3)=14.02

│x4 – x3 │=0.021 <0.05, поэтому считаем, что корень найден и равен -1.2878, Z(-1.287)=0.04

Для вычислений на компьютере выберем точность 0.0001

В таблице 4 представлены вычисления на рабочем листе MS Excel

В колонке А указывается номер итерации i, в колонке В – значение xi, в колонках C и D рассчитываются значения функции Z(xi)и ее производной Z’(xi)

Разность между х6 и х5 (│х6 - х5│= 0.00007) по абсолютному значению меньше заданной точности ε = 0.0001, поэтому считаем, что корень Z(x) = -1.274.

 

Таблица 4

 
 
 
 
 
 
 
 
 
A

B C D  
   
     
         
         
i Xi Z(Xi) Z'(Xi)  
-1.5 -10.60142 198.85004  
-1.44669 -4.56927 64.25558  
-1.37558 -1.68159 25.57491  
-1.30982 -0.43461 14.02079  
-1.27883 -0.04830 11.06979  
-1.27446 -0.00075 10.72704  
-1.27439 0.00000 10.72165  
  Корень      

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 1

 

 

1. С точностью до 0,0005 вычислить все корни уравнения:

 

а) ,

б)

 

2. Для N=20 вычислить интеграл

 

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 2

 

2. С точностью до 0,0005 вычислить все корни уравнения:

а) ,

б)

3. Приняв N=20 , вычислить интеграл

 

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 3

 

1. С точностью до 0,0005 вычислить все корни уравнения:

а) ,

б)

 

 

2. Приняв N=20 , вычислить интеграл

 

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 5

 

 

1. С точностью до 0,0005 вычислить все корни уравнения:

а) ,

б)

 

2. Приняв N=20 , вычислить интеграл

 

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 6

 

 

1. С точностью до 0,0005 вычислить все корни уравнения:

а) ,

б)

 

 

2. Приняв N=20 , вычислить интеграл

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 7

 

 

1. С точностью до 0,0005 вычислить все корни :

а) ,

б)

 

 

2. Приняв N=20, вычислить интеграл

 

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 8

 

 

1. С точностью до 0,0005 вычислить все корни уравнений:

а) ,

б)

 

 

2. Приняв N=20 , вычислить интеграл

 

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 9

 

 

1. С точностью до 0,0005 вычислить все корни уравнения:

а) ,

б)

 

 

2. Приняв N=20, вычислить интеграл

 

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 10

 

 

1. С точностью до 0,0005 вычислить все корни уравнения:

а) ,

б)

 

 

2. Приняв N=20, вычислить интеграл

 

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 4

 

1. С точностью до 0,0005 вычислить все корни уравнения:

а) ,

б)

 

 

2. Приняв N=20, вычислить интеграл

 

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).

 


Индивидуальное задание

по разделу "Численные методы”(часть 2).

Вариант 11

 

 

1. С точностью до 0,0005 вычислить все корни уравнений:

а) ,

б)

 

 

2. Вычислить интеграл при N=20

 

Оценить погрешность результата по правилу Рунге (методом двойного счёта).