- •Практикум по курсу «численные методы»
- •Введение
- •Знакомство с системой Maple.
- •Объекты, типы переменных
- •Команды Maple
- •Выражения
- •Список пакетов и библиотек
- •Пакет для студентов student
- •Список имен математических функций
- •Вычисления и операции в maple.
- •Лабораторная работа №1 Tема: Решение уравнения c одной переменной
- •Задание 1
- •Расчетная формула для метода хорд:
- •Примерный вариант выполнения лабораторной работы на Maple
- •Численное решение уравнений
- •Лабораторная работа № 2 Тема: Решение систем линейных уравнений
- •Примерный вариант выполнения лабораторной работы на maple
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Тема: Интерполирование функций
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3.
- •Примерный фрагмент выполнения работы на maple.
- •Лабораторная работа №4 Тема: Численное интегрирование
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Примерный фрагмент выполнения лабораторной работы на Maple
- •Лабораторная работа №5 Тема: Численное решение дифференциальных уравнений
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Примерный фрагмент выполнения лабораторной работы на Maple
- •Лабораторная работа №6 Тема: Статистическая обработка опытных данных
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Примерный фрагмент выполнения лабораторной работы
- •Лабораторная работа №7 Тема: Численное решение уравнений в частных производных
- •Задание 1
- •Решение уравнения теплопроводности в Maple
- •Литература
- •Содержание
- •(Лабораторная работа 4)….…………………………...…………….…… 30
- •Численное решение уравнений в частных производных
Задание 2
Вычислить
одно значение заданной функции для
промежуточного значения аргумента (
)
с помощью интерполяционного многочлена
Лагранжа (3.3) и оценить погрешность
интерполяции. Для выполнения задания
исходные данные берутся из таблицы 3.2,
3.3 или 3.4.
(3.3)
Для
погрешности
выполняется неравенство
,
(3.4)
где
Таблица 3.2
№ варианта |
Значение а |
№ таблицы |
1 |
-2 |
3.3 |
2 |
3.77 |
3.4 |
3 |
0.55 |
3.3 |
4 |
4.83 |
3.4 |
5 |
3.5 |
3.3 |
6 |
5.1 |
3.4 |
7 |
1.75 |
3.3 |
8 |
4.2 |
3.4 |
9 |
-1.55 |
3.3 |
10 |
6.76 |
3.4 |
11 |
0.067 |
3.3 |
12 |
4.43 |
3.4 |
13 |
0.64 |
3.3 |
14 |
3.92 |
3.4 |
15 |
0.52 |
3.3 |
Таблица 3.3
|
-3.2 |
-0.8 |
0.4 |
2.8 |
4.0 |
6.4 |
7.6 |
|
-1.94 |
-0.61 |
0.31 |
1.81 |
2.09 |
1.47 |
0.68 |
Таблица 3.4
|
1.3 |
2.1 |
3.7 |
4.5 |
6.1 |
7.7 |
8.5 |
|
1.777 |
4.563 |
13.84 |
20.39 |
37.34 |
59.41 |
72.4 |
Таблица 3.5
|
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
0.35 |
0.40 |
|
0.995 |
0.988 |
0.980 |
0.969 |
0.955 |
0.939 |
0.921 |
Таблица 3.6
|
0.65 |
0.70 |
0.75 |
0.80 |
0.85 |
0.90 |
0.95 |
|
0.605 |
0.644 |
0.681 |
0.71 |
0.75 |
0.783 |
0.813 |
Задание 3.
Уплотнить
часть таблицы заданной на отрезке
функции, используя интерполяционный
многочлен Ньютона (3.5), ограничиваясь
тремя первыми членами формулы и оценить
погрешность интерполяции D
(формула (3.6)). Таблицу 3.7 конечных разностей
просчитать вручную на отрезке
с шагом
.
Для выполнения задания исходные данные
берутся из таблиц 3.8, 3.5 и 3.6.
,
(3.5)
где
.
,
(3.6)
Формула
(3.5) называется первой интерполяционной
формулой Ньютона. Если вычисляемое
значение переменной ближе к концу
отрезка
,
то применяют вторую формулу Ньютона –
интерполирование назад (формула (3.7)).
(3.7)
где
и
.
Таблица 3.7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.8
№ |
|
|
|
|
№ таблицы |
1 |
0.65 |
0.80 |
0.05 |
0.01 |
3.6 |
2 |
0.25 |
0.40 |
0.05 |
0.025 |
3.5 |
3 |
0.75 |
0.90 |
0.05 |
0.01 |
3.6 |
4 |
0.70 |
0.85 |
0.05 |
0.025 |
3.6 |
5 |
0.80 |
0.95 |
0.05 |
0.025 |
3.6 |
6 |
0.1 |
0.25 |
0.05 |
0.025 |
3.5 |
7 |
0.15 |
0.3 |
0.05 |
0.025 |
3.5 |
8 |
0.7 |
0.85 |
0.05 |
0.025 |
3.6 |
9 |
0.2 |
0.35 |
0.05 |
0.01 |
3.5 |
10 |
0.80 |
0.95 |
0.05 |
0.01 |
3.6 |
11 |
0.2 |
0.35 |
0.05 |
0.01 |
3.5 |
12 |
0.75 |
0.90 |
0.05 |
0.01 |
3.6 |
13 |
0.65 |
0.80 |
0.05 |
0.01 |
3.6 |
14 |
0.20 |
0.35 |
0.05 |
0.025 |
3.5 |
15 |
0.25 |
0.4 |
0.05 |
0.01 |
3.5 |
