Численные методы
Заказать уникальную курсовую работу- 30 30 страниц
- 5 + 5 источников
- Добавлена 06.11.2019
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
Постановка задачи 3
Выбор и обоснование методов 4
Тестирование процедур, реализующих выбранные методы 10
Формула Симпсона 10
Метод наименьших квадратов 12
Метод золотого сечения 14
Метод Рунге–Кутта 16
Решение поставленных задач 18
Верификация результатов в рамках MathCad 21
Заключение 23
Приложение 1 24
Приложение 2 25
Приложение 3 27
Приложение 4 28
Литература 30
Hide()
End Sub
End Class
Форма 3
Imports System.Math
Public Class Form3
Function Func(ByVal xp As Single) As Double
Dim n As Integer, Nn As Integer, i As Integer
Dim tmin As Double, tmax As Double, f0 As Double, fN As Double
Dim dt As Double, t(300) As Double, pi As Double
pi = 3.1415926535
n = 200
Nn = CInt(n / 2)
tmin = 0.0
tmax = xp
dt = (tmax - tmin) / (n - 1)
For i = 1 To n
t(i) = tmin + (i - 1) * dt
Next i
f0 = Exp(-tmin * tmin)
fN = Exp(-tmax * tmax)
Func = f0 + fN
For i = 1 To Nn - 1
Func = Func + 2 * Exp(-t(2 * i) * t(2 * i))
Next i
For i = 1 To Nn
Func = Func + 4 * Exp(-t(2 * i - 1) * t(2 * i - 1))
Next i
Func = dt * Func / 3
Func = 2 * Func / Sqrt(pi)
Func = Func + Exp(-xp * xp)
End Function
Private Sub Button1_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button1.Click
Dim a As Single, b As Single, eps As Single
Dim GoldenRatio As Single, ai As Single, bi As Single, xmax As Single
Dim x1 As Single, x2 As Single, f1 As Single, f2 As Single, epsi As Single
Dim i As Integer
Dim pi As Single
ListBox1.Items.Clear() : ListBox2.Items.Clear()
ListBox3.Items.Clear() : ListBox4.Items.Clear()
ListBox5.Items.Clear() : ListBox6.Items.Clear()
ListBox7.Items.Clear() : ListBox8.Items.Clear()
pi = 3.1415926535
'Значения входных параметров:
a = CSng(TextBox1.Text)
b = CSng(TextBox2.Text)
eps = CSng(TextBox3.Text)
GoldenRatio = CSng(0.5 * (1 + Sqrt(5)))
ai = a
bi = b
epsi = Abs(bi - ai)
i = 1
Do Until epsi < eps
x1 = bi - (bi - ai) / GoldenRatio
x2 = ai + (bi - ai) / GoldenRatio
f1 = CSng(Func(x1))
f2 = CSng(Func(x2))
If f1 <= f2 Then
ai = x1
Else
bi = x2
End If
epsi = Abs(bi - ai)
ListBox1.Items.Add(i)
ListBox2.Items.Add(Format(ai, "0.000000"))
ListBox3.Items.Add(Format(bi, "0.000000"))
ListBox4.Items.Add(Format(x1, "0.000000"))
ListBox5.Items.Add(Format(x2, "0.000000"))
ListBox6.Items.Add(Format(f1, "0.000000"))
ListBox7.Items.Add(Format(f2, "0.000000"))
ListBox8.Items.Add(Format(epsi, "0.000000"))
i = i + 1
Loop
xmax = CSng(0.5 * (ai + bi))
TextBox4.Text = Format(xmax, "0.000000")
TextBox5.Text = Format(Func(xmax), "0.000000")
End Sub
Private Sub Button2_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button2.Click
TextBox1.Text = "" : TextBox2.Text = "" : TextBox3.Text = ""
TextBox4.Text = "" : TextBox5.Text = ""
ListBox1.Items.Clear() : ListBox2.Items.Clear()
ListBox3.Items.Clear() : ListBox4.Items.Clear()
ListBox5.Items.Clear() : ListBox6.Items.Clear()
ListBox7.Items.Clear() : ListBox8.Items.Clear()
Me.Hide()
End Sub
End Class
Литература
Н.С. Бахвалов. Численные методы. М.: Наука, 1975.
Б.П. Демидович, И.А. Марон. Основы вычислительной математики. М.: ФМ, 1963.
А.А. Самарский, А.В. Гулин. Численные методы. М.: Наука, 1989.
В.Д. Колдаев. Численные методы и программирование. М.: ФОРУМ–ИНФРА-М, 2009.
А.В. Зенков. Численные методы: учеб. пособие. Екатеринбург: Изд. Ур. ун-та, 2016.
18
Конец
Выходные данные:
Simpson
Simpson = h*Simpson/3
Simpson = Simpson + 4*Func(x(2*i-1))
i = 1,Nn
Simpson = Simpson + 2*Func(x(2*i))
i = 1,Nn-1
Nn = n/2
h = (b-a)/(Nn-1)
Simpson = Func(a) + Func(b)
Входные данные:
a, b, n
Начало
Конец
Выходные данные:
xmax, Func(xmax)
xmax = 0.5*(a + b)
i = i + 1
Вывод:
i, a, b, x1, x2, f1, f2, Abs(b-a)
b = x2
a = x1
f1 <= f2
да
нет
x1 = b - (b - a)/GoldenRatio
x2 = a + (b - a)/GoldenRatio
f1 = Func(x1)
f2 = Func(x2)
нет
Abs(b-a) < eps
да
GoldenRatio = 0.5 * (1 + Sqrt(5))
i = 1
Входные данные:
a, b, eps
Начало
Начало
Закрыть
Form1
График
Оптимизация
Close
Close
GoldenRatio
Graph
Form3
Form2
Конец
1. Н.С. Бахвалов. Численные методы. М.: Наука, 1975.
2. Б.П. Демидович, И.А. Марон. Основы вычислительной математики. М.: ФМ, 1963.
3. А.А. Самарский, А.В. Гулин. Численные методы. М.: Наука, 1989.
4. В.Д. Колдаев. Численные методы и программирование. М.: ФОРУМ–ИНФРА-М, 2009.
5. А.В. Зенков. Численные методы: учеб. пособие. Екатеринбург: Изд. Ур. ун-та, 2016.
Вопрос-ответ:
Какие методы выбраны для численного решения задачи?
Для численного решения задачи были выбраны методы Симпсона, наименьших квадратов, золотого сечения и Рунге-Кутта.
Каким образом были выбраны эти методы?
Выбор методов был обоснован исходя из их эффективности и применимости к задаче.
Какие результаты были получены при тестировании процедур на выбранных методах?
При тестировании процедур, реализующих выбранные методы, были получены следующие результаты...
Что представляет собой формула Симпсона?
Формула Симпсона является численным методом для приближенного вычисления определенного интеграла.
Каким образом происходит верификация результатов в рамках MathCad?
Верификация результатов в рамках MathCad выполняется путем сравнения численных значений, полученных с помощью численных методов, с результатами, полученными аналитически или из других источников.
Какие численные методы используются в задаче?
В задаче используются методы Симпсона, наименьших квадратов, золотого сечения и Рунге-Кутта.
Как выбираются и обосновываются методы в задаче?
Выбор методов основывается на требованиях задачи, а также на преимуществах и недостатках каждого метода. Обоснование методов происходит на основе математических расчетов и их эффективности в решении задачи.
Как происходит тестирование процедур, реализующих выбранные методы?
Тестирование процедур происходит путем сравнения результатов вычислений с аналитическими решениями или известными значениями задачи. Также проводятся эксперименты с различными исходными данными для проверки работоспособности методов в различных условиях.