Численные методы решения уравнений

Содержание

Слайд 2

методы

Метод касательных

Метод половинногоМетод половинного деления

Метод хорд

Метод комбинированный

Метод итераций

методы Метод касательных Метод половинногоМетод половинного деления Метод хорд Метод комбинированный Метод итераций

Слайд 3

Пусть корень ξ уравнения f (x) отделён на отрезке [a, b], причём

Пусть корень ξ уравнения f (x) отделён на отрезке [a, b], причём
b – a > ε

Будем считать, что функция:
1)Непрерывна и монотонна на отрезке [a, b]
2)f (a) x f (b) < 0

Итак разделим отрезок [a, b] пополам, середина отрезка c = (a + b) / 2

Отрезок [a, b] разделен на два отрезка [a, c] и [c, b], длина каждого = (b – a) / 2

Слайд 4

x

y

a

b

c

C = (a + b) / 2

a1

b1

c1

a2

b2

c2

b-a>ε

[a; c] и [c; b], длина

x y a b c C = (a + b) / 2
отрезков (b - a) / 2

[an; bn ], длина (b-a)/2n

(b-a)/2n <=ε

Приближенное значение корня
Cn = (an + bn) / 2 с погрешностью,
не превышающей (b-a)/2n+1

0

ξ

Слайд 5

a,b, ε

f(a)*f(c)>0

a:=c

x:=c ± ε
ε:=(b-a)/2

c:=(a+b)/2

b:=c

(b-a)≤ ε

Методы

a,b, ε f(a)*f(c)>0 a:=c x:=c ± ε ε:=(b-a)/2 c:=(a+b)/2 b:=c (b-a)≤ ε Методы

Слайд 6

I тип

II тип

I тип II тип

Слайд 7

Пусть корень уравнения F (x) = 0 отделен на отрезке [a, b].

Будем

Пусть корень уравнения F (x) = 0 отделен на отрезке [a, b].
считать:
F (x) непрерывна на отрезке [a; b]
F (x) имеет на данном отрезке производные первого и второго порядков, производные сохраняют знак.
F (a) * F (b) < 0

Слайд 8

y

x

0

a

b

x1

x2

x3

ξ

A

B

y x 0 a b x1 x2 x3 ξ A B

Слайд 9

y

x

0

a

b

x1

ξ

A

C

B

y x 0 a b x1 ξ A C B

Слайд 10

Треугольник AaX1 подобен треугольнику ABC
X1 – a F (a)
b – a

Треугольник AaX1 подобен треугольнику ABC X1 – a F (a) b –
F (a) – F (b)

Слайд 12

y

x

0

a

b

x2

ξ

x1

x3

A

B

y x 0 a b x2 ξ x1 x3 A B

Слайд 13

y

x

0

a

b

x1

ξ

A

C

B

y x 0 a b x1 ξ A C B

Слайд 14

Методы

Методы

Слайд 15

I тип

II тип

I тип II тип

Слайд 16

Пусть корень ξ уравнения F (x) = 0 отделен на отрезке [a,

Пусть корень ξ уравнения F (x) = 0 отделен на отрезке [a,
b].

Будем считать:
F (x) непрерывна на отрезке [a; b]
F (x) имеет на данном отрезке производные первого и второго порядков, производные сохраняют знак.
F (a) * F (b) < 0

Слайд 17

y

x

0

a = ξ0

b

ξ1

ξ2

A

B

F’ < 0
F’’ > 0
F(a) > 0

ξ

y x 0 a = ξ0 b ξ1 ξ2 A B F’

ξ3

Слайд 18

Уравнение касательной в точке A (a, F (a)) :
y – F (a)

Уравнение касательной в точке A (a, F (a)) : y – F
= F’ (a)*(x – a).
Полагая y = 0, x = ξ 1 , получим

Слайд 19

y

x

0

a

b = ξ0

ξ1

ξ2

A

B

F’ > 0
F’’ > 0
F(b) > 0

ξ

ξ3

y x 0 a b = ξ0 ξ1 ξ2 A B F’

Слайд 20

Если касательную к кривой провести в точке B (в правом конце), то

Если касательную к кривой провести в точке B (в правом конце), то получим
получим

Слайд 21

Методы

x0 = a II тип
x0 = b I тип

Методы x0 = a II тип x0 = b I тип

Слайд 22

I тип

Хорды

b

a

Касательные

= (a F (b) – b F (a)) /
(F (b) –

I тип Хорды b a Касательные = (a F (b) – b
F (a))

= b – F (b) / F’ (b)

Слайд 23

II тип

Хорды

b

a

Касательные

= (b F (a) – a F (b)) /
(F (a) –

II тип Хорды b a Касательные = (b F (a) – a
F (b))

= a – F (a) / F’ (a)

Методы