Слайд 2
Вопросы
для повторения:
Что значит решить уравнение f(x)=0?
Дайте определение
корня уравнения?
Объясните геометрический смысл корня?
Слайд 4
Вопросы
для повторения:
В каких случаях мы прибегаем к численным
методам решения уравнений?
Что значит корень вычислен с заданной
степенью точности ε ?
Слайд 6
Вопросы
для повторения:
Теорема 1 о существовании корня на отрезке?
Необходимое условие существования корня.
Теорема 2 о существовании корня
на отрезке? Необходимое и достаточное условие существования корня.
Теорема 3 о существовании корня на отрезке?
Слайд 7
Вопросы
для повторения:
Из каких этапов состоит процесс нахождения корней
приближенными (численными) методами?
Что значит отделить корни?
Когда корень
считается отделённым на отрезке?
Слайд 8
ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧИ:
Пусть дано уравнение f(x) =0, где f(x)
- непрерывная функция.
Требуется определить вещественный корень этого уравнения,
заключенный на отрезке [a,b].
Заменим уравнение f(x) =0
равносильным ему уравнением X = φ (x) (1)
Выберем каким-либо способом X0 є [a,b]
и подставим его в правую часть уравнения (1);
тогда получим X1= φ (X0)
Затем это значение X1 подставим снова в правую часть уравнения (1) и получим X2= φ (X1)
Повторяя этот процесс, получим последовательность чисел
Xn= φ (Xn-1)
Слайд 9
ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧИ:
Возможны два случая:
1. Последовательность X0, X1,
X2, …, Xn, … сходится, т.е. имеет предел, и
тогда этот предел будет корнем уравнения
f(x) =0;
lim Xn =ξ
n → ∞
2. Последовательность X0, X1, X2, …, Xn, … расходится, т.е. не имеет предела.
Слайд 10
Теорема
о сходимости итерационного процесса
Пусть на отрезке [a,b]
имеется единственный корень уравнения X = φ (X).
Если
во всех точках этого отрезка производная φ ’(X) удовлетворяет неравенству |φ ’ (X)| <=q <1
Если при этом выполняется условие a<=φ (X)<=b ,
то итерационный процесс сходится,
а за первое приближение можно взять
любое число из отрезка [a,b].
Последнее условие означает, что все приближения
X0, X1, X2, …, Xn, … находятся на отрезке [a,b].
Чем меньше |φ ’ (X)|, тем лучше сходится
итерационный процесс.
Слайд 12
Итерационный процесс расходится
Слайд 13
Точность
приближения
Пусть ξ точное значение корня уравнения X =
φ (X) ,
а число q определяется из соотношения
|φ
’ (X)| <=q <1
(Практически q можно получить как верхнюю границу модуля производной | φ’ (x)| при X є [a,b])
Тогда справедливо соотношение
| ξ – Xn |<=q/(1-q) |Xn- Xn-1|
Если поставить условие, что истинное значение корня должно отличаться от приближенного значения на величину ε , т. е. | ξ – Xn |<= ε , то приближения
X0, X1, X2, …, Xn, … надо вычислять до тех пор, пока не будет выполнено неравенство:
q/(1-q) |Xn- Xn-1| <= ε
или |Xn- Xn-1|<= ε (1-q)/q
Слайд 14
Замечание:
Уравнение f(X) =0 привести к виду
x =
φ (x) можно различными способами, однако для применения метода
простой итерации следует взять то из них, для которого выполняется теорема о сходимости.
Слайд 15
Описание данных
в программе
Var
X2, X1,
q, E: real;
Function f(t:real):real;
Begin
F:=exp(t)-2;
End;