- •Введение
- •Основы работы с MathCad
- •1. Введение в численные методы. Теория погрешностей и машинная арифметика Понятие о вычислительном эксперименте
- •Классификация погрешностей
- •Элементы теории погрешностей
- •2. Теория погрешностей и машинная арифметика Погрешности арифметических действий Погрешность функции
- •Погрешности арифметических действий
- •3. Численное решение нелинейных уравнений
- •Решение нелинейных уравнений
- •4. Численное решение систем уравнений Решение систем линейных уравнений
- •Решение матричных уравнений
- •Решение систем нелинейных уравнений
- •5. Решение систем уравнений и систем уравнений MathCad Решение одного уравнения
- •Нахождение корней полинома
- •Решение систем уравнений
- •Приближенные решения
- •Символьное решение уравнений
- •6. Интерполяция функций
- •Глобальная интерполяция
- •7. Интерполяция функций Интерполяционные формулы Ньютона
- •Локальная интерполяция
- •8. Интерполяция функций Кубическая сплайн-интерполяция
- •Интерполяция средствами MathCad
- •9. Математическая обработка экспериментальных данных Элементы теории ошибок
- •Элементы теории ошибок Случайные ошибки
- •Аппроксимация в виде линейной комбинации функций
- •Полиномиальная аппроксимация в Mathcad
- •С помощью функции regress
- •11. Численное интегрирование и дифференцирование Численное интегрирование
- •Методы прямоугольников
- •Метод трапеций
- •Метод Симпсона
- •Метод Монте - Карло
- •Численное дифференцирование
- •12. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений
- •Одношаговые методы решения задачи Коши
- •Общая характеристика одношаговых методов
- •13. Решение дифференциальных уравнений в частных производных Уравнения первого порядка
- •Типы дифференциальных уравнений в частных производных
- •Уравнения первого порядка
- •Лабораторная работа
- •Варианты задания 1
- •Варианты задания 2
- •Варианты задания 3
- •Локальная интерполяция
- •Предсказание
- •Варианты заданий 4
- •Полиномиальная регрессия
- •Обобщенная регрессия
- •Варианты задания 5
- •Численное интегрирование и дифференцирование
- •Варианты задания 6
Варианты задания 2
№ вари- анта |
g(x) |
№ вари- анта |
g(x) |
1 |
|
9 |
|
2 |
|
10 |
|
3 |
|
11 |
|
4 |
|
12 |
|
5 |
|
13 |
|
6 |
|
14 |
|
7 |
|
15 |
|
8 |
|
|
|
Задание 3. Преобразовать нелинейные уравнения системы к виду f1(x)=y и f2(y)=x.
Построить их графики и определить начальное приближение решения. Решить систему нелинейных уравнений, используя функцию Minerr.
Варианты задания 3
№ вари- анта |
Система нелинейных уравнений |
№ вари- анта |
Система нелинейных уравнений |
1 |
|
9 |
|
2 |
|
10 |
|
3 |
|
11 |
|
4 |
|
12 |
|
5 |
|
13 |
|
6 |
|
14 |
|
7 |
|
15 |
|
8 |
|
|
|
Локальная интерполяция
При локальной интерполяции между различными узлами выбираются различные многочлены невысокой степени. В среде Mathcad есть для этого инструментарий: средства линейной интерполяции (функция linterp) и интерполяции сплайном (функция interp) - линейным (lspline), параболическим (pspline) и кубическим (csplim). Рис. 3.1 показывает некоторые примеры локальной интерполяции.
Рис. 3.1. Локальная интерполяция
linterp(vx, vy, х) - использует векторы данных vx и vy, чтобы возвратить линейно интерполируемое значение у, соответствующее третьему аргументу
lspline(vx, vy), pspline(v;c, vy), cspline(vx, vy) - все эти функции возвращают вектор коэффициентов вторых производных, который мы будем называть vs. Вектор vs, используется в функции interp:
interp(vs, vx, vy, x) - возвращает интерполируемое значение у, соответствующее аргументу x.
Предсказание
Если необходимо оценить значения функции в точках не принадлежащих отрезку [x0, xn], используйте функцию predict (рис. 3.2).
predict(v, m, п) – возвращает п предсказанных значений, основанных на т последовательных значениях вектора данных v.
Рис. 3.2. Экстраполяция функций
Задание 4. Вычислить значения заданной функции yi=f(xi) в узлах интерполяции xi=a+hi, где h=(b-a)/10, i=0, 1,…,10 на отрезке [a, b].