Метод половинного деления
Использование метода половинного деления для численного нахождения корней алгебраических уравнений. Алгоритм применения метода дихотомии для решения уравнений с заданной точностью, пример реализации этого алгоритма на языке программирования Pascal.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.11.2013 |
| Размер файла | 72,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Тамбовский государственный технический университет"
Кафедра: " Технологические процессы, аппараты и техносферная безопасность"
Отчет по лабораторной работе
Метод половинного деления
Преподаватель: Пахомов А.Н.
Студент: Баландина А.В.
гр. СХП-41
Тамбов 2013
Для численного решения алгебраических уравнений существует множество способов. Среди самых известных можно назвать метод Ньютона, метод Хорд, и метод Половинного Деления. Сразу оговоримся, что любой метод является приближенным, и по сути дела лишь уточняющим значение корня. Однако уточняющим до любой точности е, заданной нами.
Метод половинного деления или дихотомии (дихотомия - сопоставленность или противопоставленность двух частей целого) при нахождении корня уравнения f(x)=0 состоит в делении пополам отрезка [a; b], где находится корень.
Затем анализируется изменение знака функции на половинных отрезках, и одна из границ отрезка [a; b] переносится в его середину. Переносится та граница, со стороны которой функция на половине отрезка знака не меняет. уравнение дихотомия алгоритм pascal
Далее процесс повторяется. Итерации прекращаются при выполнении одного из условий: либо длина интервала [a; b] становится меньше заданной погрешности нахождения корня, либо функция попадает в полосу шума - значение функции сравнимо с погрешностью расчетов.
Сначала поставим задачу. Дана монотонная, непрерывная функция f(x), которая содержит корень на отрезке [a,b], где b>a. Определить корень заданной с точностью, если известно, что f(a)*f(b)<0
Дано уравнение вида:
f(x)=0; (1)
необходимо найти удовлетворяющие ему значения x.
Итак, приступим к решению. Первым делом, определимся, что значит f(x)=0 - это график некоей функции. В некоторых точках этот график пересекает ось абсцисс. Координаты x этих точек нам и нужно найти. Если вид уравнения простой или стандартный, например, квадратное уравнение или линейное, то применять численный метод здесь совершенно ни к чему. Но если уравнение у нас такое:
f(x)=x3-14x2+x+ex; (2)
то ни в каком учебнике вы не найдете метода аналитического решения этого кошмара. Здесь и приходит на помощь непобедимый численный метод. Метод половинного деления.
Задача 1
Нам даны некоторая функция f(x) и отрезок [a;b], причем на концах этого отрезка эта функция принимает значения противоположных знаков.
Если функция непрерывна, т.е. ее график - непрерывная линия, то ясно, что график функции пересекает ось абцисс в некоторой точке с отрезка [a;b]. Иными словами, f(c)=0, т.е. с - корень уравнения f(x)=0.
Как же предлагается находить этот корень?
Делим отрезок [a;b] пополам, т.е. берем середину отрезка а+b/2. В этой точке вычисляем значение функции f(x). Если это значение 0, то корень найден; если нет, то оно имеет тот же знак, что и значение на одном из концов отрезка [a;b]. Тогда этот конец заменям точкой а+b/2. Новый отрезок тоже содержит корень уравнения f(x)=0, поскольку на его концах функция f(x) снова имеет разные знаки.
Однако этот отрезок в 2 раза короче предыдущего. И самое главное - с ним можно поступить точно так же со следующим отрезком еще раз проделать то же самое и т.д. поскольку длина отрезка каждый раз уменьшается вдвое, мы можем получить отрезок сколь угодно малой длины, внутри которого содержится корень уравнения f(x)=0.
Например, если исходный отрезок был [3;4], т.е. имел длину 1, то через десять шагов мы получим отрезок очень малой длиной.
Это означает, что концы отрезка дают нам приближенное значение корня с точностью, равной длине отрезка: левый конец отрезка - приближенное значение корня с недостатком, правый конец - приближенное значение корня с избытком.
Фактически мы сейчас сформулировали метод приближенного решения уравнения f(x)=0.
Алгоритм:
1) Найдем середину отрезка [a; b]: c=(a+b)/2;
2) Вычислим значения функции в точках a и c и найдем произведение полученных значений:
d=f(c)*f(a);
3) Если d>0, то теперь точкой a станет c: a=c; Если d<0, то точкой b станет c: b=c;
4) Вычислим разность a и b, сравним ее с точностью е: если |a-b|> е, то идем в пункт 1) если нет, то корень с нужной нам точностью найден, и он равен:
x=(a+b)/2;
Решение: Программа на языке Паскаль может быть такой:
В данном примере находится решение уравнения в зависимости от задаваемой точности е.
Задача 2
Найти max функции на интервале (-2;3) с заданной точностью е=0.001
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Сравнительный анализ итерационных методов решения нелинейных алгебраических и трансцендентных уравнений. Простейший алгоритм отделения корней нелинейных уравнений. Метод половинного деления. Геометрический смысл метода Ньютона. Метод простой итерации.
реферат [95,0 K], добавлен 06.03.2011Описание математической модели. Обоснование метода реализации. Вид алгоритма и программы. Руководство системного программиста, оператора. Комбинирование метод хорд и касательных. Интерпретация и анализ результатов. Листинг программы, контрольный пример.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 12.01.2014Исследование количества, характера и расположения корней. Определение их приближенных значений итерационными методами: половинного деления (дихотомии) и хорд. Тексты программ. Решение уравнений на языках программирования Borland Delfi и Turbo Pascal.
курсовая работа [500,3 K], добавлен 15.06.2013Особенности точных и итерационных методов решения нелинейных уравнений. Последовательность процесса нахождения корня уравнения. Разработка программы для проверки решения нелинейных функций с помощью метода дихотомии (половинного деления) и метода хорд.
курсовая работа [539,2 K], добавлен 15.06.2013Метод численного интегрирования. Использование метода половинного деления для решения нелинейного уравнения. Определение отрезка неопределенности для метода половинного деления. Получение формулы Симпсона. Уменьшение шага интегрирования и погрешности.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 21.05.2013Описание методов дихотомии (половинного деления) и касательных. Их применение для решения нелинейных уравнений. Графическое отделение корней. Блок-схемы алгоритмов. Тексты (листинги) программ на языке Delphi. Тестовый пример решения задачи с помощью ЭВМ.
курсовая работа [944,6 K], добавлен 15.06.2013Разработка с использованием приложения Mathcad алгоритма и программы решения нелинейного уравнения методами касательных, половинного деления и хорд. Решение с помощью ее заданных нелинейных уравнений. Создание графической иллюстрации полученных решений.
курсовая работа [665,7 K], добавлен 22.08.2013Метод половинного деления как один из методов решения нелинейных уравнений, его основа на последовательном сужении интервала, содержащего единственный корень уравнения. Алгоритм решения задачи. Описание программы, структура входных и выходных данных.
лабораторная работа [454,1 K], добавлен 09.11.2012Разработка программы для нахождения корней нелинейных уравнений несколькими методами: методом хорд, касательных, половинного деления, итераций. Реализации программы с помощью системы программирования Delphi 7. Методика работы пользователя с программой.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 11.02.2013Особенности решения уравнений с одной переменной методом половинного деления. Оценка погрешности метода простой итерации. Суть решения уравнений в пакете Mathcad. Векторная запись нелинейных систем. Метод Ньютона решения систем нелинейных уравнений.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 12.12.2013Использование метода Зейделя для нахождения корней системы линейных алгебраических уравнений. Суть метода простых итераций. Оценка погрешности нормальной системы. Составление алгоритма, блок-схемы и кода программы. Тестовый пример и проверка в MathCad.
лабораторная работа [174,8 K], добавлен 02.10.2013Исследование систем методами случайного поиска. Изучение сущности метода половинного деления. Сравнительный анализ прямого перебора и половинного деления. Ручной счет. Шаги исследования. Описание окна работающей программы. Блок-схема и код программы.
курсовая работа [257,5 K], добавлен 06.05.2014Графический и аналитический методы отделения корней при решении уравнения. Уточнение отдельных корней уравнения: метод половинного деления, последовательных приближений, метод Ньютона. Расчет в программах Excel, MathCAD, на языке программирования Pascal.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 29.05.2010Численные методы решения задач. Решение алгебраических и трансцендентных уравнений. Уточнение корня по методу половинного деления. Решение систем линейных уравнений методом итераций. Методы решения дифференциальных уравнений. Решение транспортной задачи.
курсовая работа [149,7 K], добавлен 16.11.2008Методика реализации решения нелинейного уравнения в виде процедуры-подпрограммы следующими методами: хорд, касательных (Ньютона), простой итерации, половинного деления. Основные методы уточнения корней уравнения. Программное решение задачи, алгоритм.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 27.03.2011Метод половинного деления и метод касательных. Переменные, константы, объявление типов данных. Объект WorkBook: его свойства, методы и события. Методы нахождения корней уравнений. Структурированные типы данных. Терминальные свойства объекта Workbook.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.07.2012Основные методы структурного программирования. Методы половинного деления, Крамера, прямоугольников. Применение языка программирования Turbo Pascal 7.0. Решение системы линейных алгебраических уравнений. Описание стандартных и не стандартных функций.
курсовая работа [376,8 K], добавлен 14.01.2015Математическое описание, алгоритм и программа вычисления нелинейного уравнения методом дихотомии. Метод половинного деления. Метод поиска корней функции. Написание текста программы с комментариями. Проведение тестовых расчетов. Вывод ответа на экран.
курсовая работа [67,2 K], добавлен 15.02.2016Суть основных идей и методов, особенностей и областей применения программирования для численных методов и решения нелинейных уравнений. Методы итераций, дихотомии и хорд и их использование. Алгоритм метода Ньютона, создание программы и ее тестирование.
курсовая работа [423,0 K], добавлен 17.02.2010Решение уравнения методом половинного деления. Программа в Matlab для уравнения (x-2)cos(x)=1. Решение нелинейных уравнений методом Ньютона. Интерполяция заданной функции. Решение системы линейных алгебраических и обыкновенных дифференциальных уравнений.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 15.08.2012
