- •Посібник з інформатики і системології
- •Тема 1. Використання текстового процесора Word в практичній роботі фахівця
- •1.1. Теоретична частина
- •1.2. Завдання для виконання лабораторної роботи
- •1.3 Приклад виконання роботи
- •1. Друкування та форматування тексту
- •2. Складання списків та їх форматування Кондитерська фабрика
- •3.Створення таблиці
- •5. Створення формул
- •6. Складання блок-схеми
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 2. Використання табличного процесора ms Excel в практичній роботі фахівця
- •2.1. Теоретична частина
- •4. Користування об’єктами WordArt
- •2.2. Типи даних ет Excel
- •2.3. Сортування та фільтрація даних
- •2.4. Статистична обробка експериментальних даних на еп Excel (Завдання №1)
- •2.5. Завдання для виконання роботи
- •2.6. Приклад виконання роботи
- •2.7. Питання для самоконтролю
- •Тема 3. Алгоритмізація фахових задач та їх програмування на мові Pascal for Windows
- •3.1. Алгоритми
- •Фігури блок-схем
- •3.2. Основи програмування на мові Pascal for Windows
- •3.3. Завдання для виконання лабораторної роботи
- •Завдання по темі
- •3.4. Приклад виконання роботи
- •3.5. Питання для самоконтролю
- •Тема 4. Використання системи MathCad для розв’язування фахових задач
- •4.1. Загальні положення
- •4.2. Основи роботи в MathCad
- •1. Визначення змінних та їх результатів
- •4.3. Графічні об’єкти
- •В. Графічний вигляд функції
- •4.4. Символьний режим роботи
- •4.5. Завдання до виконання лабораторних робіт
- •Варіанти завдань
- •Варіанти до завдання 1
- •Варіанти до завдання 2
- •Варіанти до завдання 3
- •Варіанти завдання 4
- •Варіанти до завдання 5
- •4.6. Питання для самоконтролю
- •Тема 5. Розв’язування систем лінійних алгебраїчних рівнянь
- •5.1. Завдання до виконання роботи
- •Варіанти завдань
- •5.2. Питання для самоконтролю
- •Тема 6. Розв’язок нелінійних рівнянь та їх систем
- •6.1. Загальні положення
- •6.2. Етапи відокремлення коренів
- •6.3. Способи уточнення коренів
- •6.3.1. Метод половинного ділення (дихотомії)
- •6.3.2. Уточнення коренів методом хорд
- •6.3.3. Уточнення кореня методом дотичних (Ньютона)
- •6.3.4. Ітераційний метод уточнення кореня
- •6.3.5. Система нелінійних рівнянь
- •Варіанти завдань
- •6.4. Питання для самоконтролю
- •Тема 7. Інтерполяція і апроксимація функцій заданих таблично
- •7.1. Постановка задачі
- •7.2. Інтерполяційний поліном Лагранжа
- •7.3. Табличний метод застосування полінома Лагранжа
- •7.4. Інтерполяційні формули Ньютона
- •Перша інтерполяційна формула Ньютона
- •Друга інтерполяційна формула Ньютона
- •7.5. Обернена інтерполяція
- •Обернена інтерполяція
- •7.6. Апроксимація функцій методом найменших квадратів
- •7.7. Нелінійна апроксимація
- •Експоненціальна апроксимація
- •Варіанти завдань
- •7.9. Питання для самоконтролю
- •Тема 8. Чисельне диференціювання та інтегрування функцій
- •8.1. Наближене диференціювання
- •8.2. Наближене інтегрування функції
- •Варіанти завдань
- •8.3. Питання для самоконтролю
- •Тема 9: Чисельне інтегрування звичайних диференційних рівнянь
- •9.1. Загальні поняття
- •9.2. Метод Ейлера
- •9.3. Метод Рунге-Кутта
- •9.4. Інтегрування диференційних рівнянь інструментарієм системи MathCad
- •Функції rkfixed, Bulstoer таRkadapt
- •9.5. Завдання до виконання роботи
- •Варіанти завдань
- •9.6. Питання для самоконтролю
- •Тема 10. Чисельні методи оптимізації
- •10.1. Постановка задачі
- •10.2. Постановка задачі лінійного програмування
- •10.3. Геометрична інтерпретація злп
- •Графічний розв’язок злп
- •10.4. Симплекс-метод розв’язку злп
- •10.5. Розв’язок злп з допомогою ms Excel
- •Варіанти завдань
- •10.6. Транспортна задача
- •10.6.1. Постановка задачі
- •10.6.2. Метод північно-західного кута
- •10.6.3. Метод найменшої вартості
- •10.6.4. Метод подвійної переваги
- •10.6.5. Метод потенціалів оптимізації опорного плану.
- •Варіанти транспортної задачі
- •10.7. Питання для самоконтролю
- •Тема 11. Власні значення та власні вектори
- •11.1. Загальні поняття
- •11.2. Власні значення
- •11.3 Власні вектори
- •11.4 Знаходження найбільшого власного числа
- •11.5 Завдання
- •11.6 Питання для самоперевірки
- •Література
- •Тема 11. Власні значення та власні вектори 158
- •Додаток 1
11.3 Власні вектори
Кожному
значенню
відповідає нескінченна множина однаково
направлених, але різної довжини власних
векторів. Всі вони можуть бути визначені
із матричного рівняння
.
Щоб виділити із множини таких векторів один з них, необхідно для нього задати одну із координат.
Для
розглянутого прикладу при
маємо:
.
Задамося
і розділимо досліджуване матричне
рівняння на субматриці:
.
Отже, власний вектор, що відповідає власному значенню має координати
.
Перевіримо:
.
Для
маємо рівняння:
.
Задаючи , маємо:
.
Отже, другий власний вектор має координати
.
Перевіряємо:
.
Для
одержуємо аналогічним способом третій
власний вектор матриці А:
Перевіряємо:
.
Невелика розбіжність в третьому знаці результату з’явилася за рахунок роботи з неточними числами.
11.4 Знаходження найбільшого власного числа
При
аналізі технічних систем часто досить
знати не всі власні значення і відповідні
до них власні вектори, а лише деякі з
них. Наприклад, в задачі про коливання
балки найбільший практичний інтерес
становить перша частота коливань, а в
задачі про напружений стан у точці
деформованого пружного тіла бажано
знати лише значення найбільшого головного
напруження, яке відповідає найбільшому
власному значенню напружень
.
В такій постановці мова йде про часткову
проблему власних значень. Для її
розв’язання ефективними є ітераційні
методи.
Ітераційний
процес відшукання найбільшого власного
значення
випливає із системи рівнянь:
(11.1)
Якщо
декілька разів повторити операцію
множення АХ,
то результуючий вектор буде збільшуватись
в основному за рахунок найбільшого по
модулю
.
Якщо на деякій ітерації взяти відношення
відображеного вектора до попереднього,
то це і буде наближене значення
.
Застосуємо
цей метод для одержання
попереднього прикладу. Візьмемо за
первісний вектор
.
1.
.
2.
.
3.
.
Тобто
уже на третій ітерації, з точністю три
знаки після коми, ми одержали найбільше
власне значення матриці. Така швидка
збіжність пояснюється тим, що
в нашому прикладі значно більша за
та
.
Для
одержання найменшого власного значення
матричний вираз (11.1) помножимо зліва на
:
звідки
.
Тобто маємо такий же ітераційний процес, але з оберненою матрицею А.
11.5 Завдання
В
таблиці вибрати варіанти матриці А,
одержати для неї та для її матриці
власні числа та власні вектори. Впевнитися,
що модулі матриці
мають величину меншу за 1. Для матриці
А
знайти
та
.
Варіанти завдань
Варіант |
Система рівнянь |
Варіант |
Система рівнянь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приклад виконання .
