Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ_ЛР_СисАнВыч_Мехат_б.pdf
Скачиваний:
90
Добавлен:
10.05.2015
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

Как видно из последнего примера, символьное решение даѐт не число, а выражение, как и должно быть по смыслу. Однако можно, конечно, и вычислить это выражение, например, символьной функцией float.

Наконец, можно находить корни символьно и использованием численной функции root, выполняя еѐ символьно, через <ctrl+".">.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

2

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

asin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

root

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin(x) cos (2 x)

6

x 0 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

asin

 

 

 

 

9

3

9

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обратите внимание на отличие результатов символьного решения одного и того же уравнения двумя разными способами.

Решение системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ)

Численное решение СЛАУ возможно тремя способами: используя обратную матрицу, специальную функцию lsolve, или с помощью решающего блока given – find.

Все эти пути используют разные вычислительные методы и приводят порой к разным результатам. В особенности заметна разница результатов решения плохо обусловленных или вырожденных систем.

СЛАУ обычно записывают в матрично-векторной форме:

Ax b ,

где: A – матрица левых частей системы,

b – вектор правых частей,

x – неизвестный вектор.

Домножив обе части уравнения на обратную матрицу A-1, получаем сразу в явном виде решение

x A 1b .

Например:

 

1

2

3

 

 

2

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

A

 

4

5

6

 

b

 

5

 

x

A

b

x

121

 

 

 

7

8

9.1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

60

 

Тот же результат даст использование функции lsolve, которой требуется два аргумента – матрица левой части и вектор правой части:

60

lsolve( A b) 121

60

Наконец, можно воспользоваться решающим блоком, причѐм сделать это в двух вариантах: в матрично-векторной форме,

60

Given A x b Find( x) 121

60

или покоординатно:

 

 

 

 

given

 

 

 

 

a11 x1 a12 x2 a13 x3

 

b1

 

 

 

 

 

 

 

 

a21 x1 a22 x2 a23 x3

 

b2

60

 

 

 

a31 x1 a32 x2 a33 x3

 

 

 

b1

find ( x1 x2 x3) 121

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

Порядок выполнения лабораторной работы

Упражнение 1.

Построить график заданной функции и локализовать четыре еѐ корня. Уточнить корни с помощью функции root и с помощью решающего блока. Проверить найденные корни подстановкой в заданную функцию. Сравнить решения, полученные разными способами. Оценить точность решения.

Варианты исследуемой функции.

№

F

 

 

 

 

a

b

c

1

a e b t sin(c t)

 

1.088

0.97

1.038

 

 

 

 

 

2

a sin(b t) cos(c t)

1.764

1.514

4.104

3

a e b t cos(c t)

 

1.916

1.238

0.862

 

 

 

 

 

4

a e b t sin(c t)

 

1.125

1.497

3.687

 

 

 

 

 

5

a sin(b t) cos(c t)

0.978

1.188

1.47

6

a e b t cos(c t)

 

1.738

0.388

3.443

 

 

 

 

 

7

a ln(t b) sin(c t)

1.581

0.908

3.637

8

sin(a t) cos

b

 

1.994

1.083

0.703

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

a ln(t b) cos(c t)

1.262

1.528

4.19

10

a sin b t e c t

 

0.606

0.421

2.633

 

 

 

 

 

11

sin(a t) cos(ln(b t c))

1.696

1.035

2.188

12

a e b t cos c t2

 

0.814

1.43

4.752

 

 

 

 

 

13

a e b t sin(c t)

 

1.387

0.38

2.793

 

 

 

 

 

14

a sin(b t) cos(c t)

0.117

0.369

2.411

15

a e b t cos(c t)

 

0.624

1.416

4.25

 

 

 

 

 

16

a e b t sin(c t)

1.217

0.91

2.335

17

a sin(b t) cos(c t)

1.691

1.937

4.916

18

a e b t cos(c t)

1.021

0.391

3.722

19

a ln(t b) sin(c t)

1.513

1.661

1.06

Упражнение 2.

Найти все корни заданного полинома. Проверить подстановкой. Варианты коэффициентов многочлена

№

a0

a1

a2

a3

a4

a5

1

3.394

-3.862

1.281

-1.85

1.538

4.517

2

9.122e-3

2.522

-0.484

-1.942

-3.952

-4.722

3

-4.725

0.434

0.978

-3.914

-2.729

-4.441

4

0.726

-0.633

3.548

3.512

4.2

-3.684

5

0.313

1.962

1.248

-3.451

1.628

3.643

6

3.43

-0.633

0.657

-4.207

-0.075

2.216

7

1.576

0.779

-3.157

1.41

-0.032

-4.853

8

3.421

1.287

0.551

0.451

0.093

2.079

9

-3.901

0.041

-2.571

-0.91

1.882

-2.824

10

-1.859

1.958

1.047

-0.344

1.063

-3.311

11

-2.139

-3.1

0.846

-3.473

-4.941

-1.59

12

-3.597

-3.216

-0.056

2.38

-3.994

-1.324

13

3.346

-0.425

2.407

3.267

3.632

3.024

14

1.002

-4.025

1.204

3.733

2.473

0.265

15

-2.473

-4.056

3.045

-1.999

-1.199

2.982

16

-4.984

4.315

0.76

-3.728

0.528

-3.552

17

3.062

3.946

4.115

2.85

4.557

-0.976

18

-2.894

-2.727

2.277

1.096

-3.234

-3.634

19

0.532

-0.893

1.678

-4.277

-3.684

-4.338

Упражнение 3.

Тремя способами решить систему линейных алгебраических уравнений. Проверить подстановкой. Сравнить решения, полученные разными методами.

Варианты коэффициентов СЛАУ

№

a11

a12

a13

a21

a22

a23

a31

a32

 

a33

b1

b2

b3

1

- 1 1 . 7 8 6

0 . 7 6

2 . 4 4 2

- 8 . 0 1

- 1 . 1 8 1

- 1 0 . 6 3 1

6 . 8

0 . 4 7 7

9 . 0 2 3

1 0 . 9 4 2

0 . 9 4 4

- 0 . 9 1

2

8 . 6 9 3

6 . 7 1 2

1 1 . 9 2 3

2 . 6 7 6

- 5 . 6 1 1

8 . 1 6 3

- 2 . 9 7 9

4 . 2 5 2

- 1 1 . 7 8 8

- 5 . 3 7 9

2 . 1 1

8 . 1 0 3

3

- 0 . 3 6 2

5 . 8 4 9

- 1 . 0 0 9

5 . 8 6 6

2 . 3 7 7

5 . 6 4

1 . 7 3 8

- 8 . 3 6 3

- 1 . 7 9 6

0 . 4 1 1

6 . 0 3 7

- 7 . 9 4 4

4

- 0 . 1 9 5

4 . 7 9 4

- 8 . 4 6

- 8 . 6 0 2

4 . 6 2 9

- 1 . 7 6 3

1 1 . 1 9 8

- 8 . 3 2 2

7

. 7 2

- 7 . 4 0 8

7 . 6 1 2

- 8 . 2 6 6

5

5 . 5 6 8

- 5 . 2 9

4 . 3 7 4

5 . 3 2 6

- 9 . 0 4 7

8 . 0 3 2

0 . 4 0 8

- 1 . 7 7 1

1 0 . 7 8 4

1 . 1 8 9

- 0 . 6 7 9

8 . 3 2 7

6

- 1 . 0 5 4

1 1 . 5 9 1

5 . 7 4

- 7 . 2 9 6

8 . 1 4 6

0 . 0 2 2

- 1 1 . 3 4

1 . 7 4 2

0 . 7 5 2

8 . 2 3 3

3 . 7 8 2

8 . 2 1 1

7

- 9 . 3 6 1

- 4 . 4 6 2

- 5 . 1 3 4

- 8 . 6 3 3

8 . 0 3 1

2 . 4 0 6

- 5 . 9 3 5

- 1 1 . 9 6 1

7

. 3 5

- 6 . 9 4 6

1 . 2 7 7

- 9 . 2 6 9

8

6 . 0 5 3

1 . 0 4 2

- 1 . 5 1 9

4 . 7 0 9

- 1 . 5 2

1 . 8 6 9

3 . 0 8 8

0 . 1

4 . 6 9 8

- 7 . 4 4 1

- 7 . 7 1 9

- 1 . 0 2 1

9

- 9 . 6 5 9

- 9 . 7 3 4

1 0 . 3 5 6

9 . 4 7

- 6 . 5 4 4

- 2 . 1 4 3

3 . 0 7 4

- 1 . 1 6 1

2 . 3 4 8

8 . 5 1 5

2 . 9 9 5

1 . 5 7 8

1 0

- 7 . 5 7 7

1 . 3 2 3

- 6 . 1 7 1

2 . 5 1 3

2 . 0 3 1

- 0 . 1 3 3

5 . 7 7 8

2 . 8 8 9

7 . 3 0 8

1 . 8 2 5

9 . 8 7 7

5 . 4 6 4

1 1

4 . 0 2 7

- 4 . 4 4

- 4 . 6 6

- 9 . 3 9 4

8 . 4 2 9

- 8 . 2 8 3

- 1 0 . 0 9 6

3 . 3 8 4

1 . 0 8 2

- 2 . 1 8 5

- 0 . 8 2 7

- 8 . 3 3 6

1 2

5 . 7 1 2

7 . 8 4 1

8 . 9 6

- 4 . 7 9 8

- 8 . 9 4 6

6 . 8 3 9

2 . 6 3 2

- 1 0 . 2 6 5

3 . 6 9 2

- 9 . 4 8 4

- 6 . 5 5

1 0 . 0 7 9

1 3

3 . 9 0 7

- 0 . 1 7 9

- 0 . 0 7 6

0 . 2 2 2

4 . 5 1 6

2 . 5 5 1

- 1 1 . 8 5 8

- 9 . 5 8 5

8 . 7 1 8

5 . 9 3 6

- 2 . 8 7 7

1 . 2 6 7

1 4

1 0 . 9 3 7

- 7 . 7 6 2

- 8 . 8 4 1

1 0 . 8 4 1

- 1 1 . 3 3 2

- 1 0 . 6 5 8

- 8 . 8 4

8 . 7 4 3

5 . 3 1 9

- 1 1 . 6 4 8

4 . 9 9

- 6 . 7 7 9

1 5

- 7 . 9 4 6

- 3 . 8 1 6

- 3 . 1 7 8

7 . 2 5 7

0 . 6 3 7

7 . 1 5 6

- 8 . 5 2 4

- 2 . 3 4 2

- 8 . 7 2 3

- 1 0 . 4 1 2

1 . 7 6

1 . 1 5 3

1 6

- 4 . 5 2 8

7 . 3 9 2

- 5 . 1 7 8

9 . 4 8 5

5 . 8 5 1

- 3 . 3 3 3

- 6 . 5 1 6

- 6 . 4 9 3

1 . 0 1 8

- 1 0 . 7 0 9

0 . 5 9 2

- 9 . 7 2 8

1 7

9 . 3 9 6

- 8 . 4 8 3

1 0 . 3 5 9

- 1 0 . 8 7

- 3 . 9 2 6

- 2 . 4 3 4

1 0 . 7 0 8

0 . 8 2 2

4 . 6 4 5

- 5 . 7 8

0 . 6 1 4

- 2 . 4 3 1

1 8

2 . 0 5 3

4 . 4 1 6

- 1 . 5 4 8

- 1 1 . 8 2 7

2 . 4 3 7

1 . 8 4

- 6 . 6 6 4

- 1 1 . 8 9 7

- 1 0 . 0 2 6

8 . 5 2 2

7 . 4 6 5

4 . 5 9 6

1 9

0 . 7 2 3

- 8 . 5 7 3

5 . 4 7

- 1 1 . 2 5 4

3 . 4 6 9

- 9 . 9 4 9

1 0 . 7 4 9

- 5 . 4 0 1

1 1 . 5 6 2

- 4 . 9 8 6

- 3 . 1 7 9

- 6 . 7 5 3