Численные методы

Заказать уникальную курсовую работу
Тип работы: Курсовая работа
Предмет: Численные методы
  • 30 30 страниц
  • 5 + 5 источников
  • Добавлена 06.11.2019
1 496 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
Содержание
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





Фрагмент для ознакомления

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.