Metody numeryczne procedury

Podobne dokumenty
Całkowanie numeryczne Zadanie: obliczyć przybliżenie całki (1) używając wartości funkcji f(x) w punktach równoodległych. Przyjmujemy (2) (3) (4) x n

Przypomnijmy tu znany wzór Taylora ze względu na jego wykorzystanie w zagadnieniach interpolacji, róŝniczkowania i całkowania numerycznego.

Metody obliczeniowe. Semestr II

SZTUCZNA INTELIGENCJA

Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej Politechniki Warszawskiej

Metody obliczeniowe - Budownictwo semestr 2 - wykład nr 4. Nr: 1. Metody obliczeniowe. wykład nr 4. różniczkowanie przybliżone całkowanie numeryczne

Nr: 1. Metody obliczeniowe - Budownictwo semestr 2 - wykład nr 1. Metody obliczeniowe

Projekt 3 3. APROKSYMACJA FUNKCJI

VIII. RÓŻNICZKOWANIE NUMERYCZNE

Rys. 1. Interpolacja funkcji (a) liniowa, (b) kwadratowa, (c) kubiczna.

Regresja liniowa. (metoda najmniejszych kwadratów, metoda wyrównawcza, metoda Gaussa)

METODY NUMERYCZNE. Wykład 3. Plan. Aproksymacja. Aproksymacja Interpolacja wielomianowa Przykłady. Jaki jest dopuszczalny błąd wyniku?

Metody numeryczne w przykładach

Kwadratury numeryczne

METODY NUMERYCZNE W INZYNIERII WODNEJ

Metody numeryczne. Wykład nr 7. dr hab. Piotr Fronczak

Aproksymacja funkcji

Spójne przestrzenie metryczne

METODY NUMERYCZNE DLA INŻYNIERÓW. (notatki do wykładu)

Algorytmy metod numerycznych. Monika Chruścicka

Metody numeryczne. Wykład nr 5: Aproksymacja i interpolacja. dr Piotr Fronczak

Automatyka i Robotyka Analiza Wykład 27 dr Adam Ćmiel

SYSTEMY ROZMYTO-NEURONOWE REALIZUJĄCE RÓŻNE SPOSOBY ROZMYTEGO WNIOSKOWANIA

Algebra macierzowa i inne takie (krótka i prowizoryczna powtórka

11. Aproksymacja metodą najmniejszych kwadratów

UWAGI O ROZKŁADZIE FUNKCJI ZMIENNEJ LOSOWEJ.

Układ Liniowych Równań Algebraicznych

Wykład 6 Całka oznaczona: obliczanie pól obszarów płaskich. Całki niewłaściwe.

Zastosowania matematyki w chemii. Marek Kręglewski

1.4. STAN ODKSZTAŁCENIA STRONA GEOMETRYCZNA

METODY NUMERYCZNE. Wykład 6. Plan Rozwiązywanie układów równań liniowych

Rozwiązanie niektórych zadań treningowych do I kolokwium sem. zimowy, 2018/19

Zastosowania matematyki w chemii. Marek Kręglewski

Nr: 1. Metody obliczeniowe - Budownictwo semestr 2 - wykład nr 4. Metody obliczeniowe. wykład nr 4. róŝniczkowanie przybliŝone całkowanie numeryczne

MACIERZE I DZIAŁANIA NA MACIERZACH. Niech ustalone będzie ciało i dwie liczby naturalne,.

PROGRAMOWANIE LINIOWE.

7. SFORMUŁOWANIE IZOPARAMETRYCZNE

Niech dany będzie układ równań postaci. Powyższy układ równań liniowych z n niewiadomymi można zapisać w postaci macierzowej

Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej Politechniki Warszawskiej. Algorytm DMC z funkcjami bazowymi. Piotr Marusak

Spójne przestrzenie metryczne

Rozszerzenie znaczenia symbolu całki Riemanna

Równania liniowe. gdzie. Automatyka i Robotyka Algebra -Wykład 8- dr Adam Ćmiel,

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

Matematyka wybrane zagadnienia. Lista nr 4

Technika optymalizacji

Całka oznaczona. długość k-tego odcinka podziału P. punkt pośredni k-tego odcinka podziału P. Niech funkcja f będzie ograniczona na przedziale

Całka oznaczona. długość k-tego odcinka podziału P. punkt pośredni k-tego odcinka podziału P. Niech funkcja f będzie ograniczona na przedziale

BADANIE DRGAŃ RELAKSACYJNYCH

I. APROKSYMACJA I INTERPOLACJA FUNKCJI JEDNEJ ZMIENNEJ

Michał Pazdanowski Instytut Technologii Informacyjnych w Inżynierii Lądowej Wydział Inżynierii Lądowej Politechnika Krakowska.

Podstawy informatyki 2. Podstawy informatyki 2. Wykład nr 6 ( ) Plan wykładu nr 6. Politechnika Białostocka. - Wydział Elektryczny

instrukcja do ćwiczenia 5.1 Badanie wyboczenia pręta ściskanego

Rozkłady prawdopodobieństwa 1

Całka oznaczona. długość k-tego odcinka podziału P. średnica podziału P. punkt pośredni k-tego odcinka podziału P

Ekoenergetyka Matematyka 1. Wykład 8. CIĄGI LICZBOWE

Wnioskowanie statystyczne dla korelacji i regresji.

są dyspersjami wartości mierzonych parametrów A

FUNKCJE DWÓCH ZMIENNYCH

ELEMENTY TEORII GIER

Metody Numeryczne 2017/2018

Rozpraszania twardych kul

Różniczkowanie numeryczne

WYKŁAD 7. UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH Macierzowa Metoda Rozwiązywania Układu Równań Cramera

6. *21!" 4 % rezerwy matematycznej. oraz (ii) $ :;!" "+!"!4 oraz "" % & "!4! " )$!"!4 1 1!4 )$$$ " ' ""

dr Michał Konopczyński Ekonomia matematyczna ćwiczenia

Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych

Metody numeryczne i programowanie

ω a, ω - prędkości kątowe członów czynnego a i biernego b przy

Wybrane rozkłady prawdopodobieństwa użyteczne w statystyce

Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych

1. Algebra wektorów. Rys Wektor w układzie współrzędnych (jego współrzędne i kąty)

PRZEPŁYWY MIĘDZYGAŁĘZIOWE. tablica przepływów międzygałęziowych

Projekt 2 2. Wielomiany interpolujące

METODY KOMPUTEROWE 11

Programowanie z więzami (CLP) CLP CLP CLP. ECL i PS e CLP

1. Relacja preferencji

INFORMATYKA W CHEMII Dr Piotr Szczepański

Zasada wariacyjna mechaniki kwantowej

Wykład 6. Stabilność układów dynamicznych

I. DZIAŁANIA W ZBIORZE LICZB RZECZYWISTYCH ZBIORY LICZBOWE: liczby całkowite C : C..., 3, 2, 1,

WYZNACZANIE PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU W POWIETRZU METODĄ FALI STOJĄCEJ

Typ może być dowolny. //realizacja funkcji zamiana //przestawiajacej dwa elementy //dowolnego typu void zamiana(int &A, int &B) { int t=a; A=B; B=t; }

Rozwiązywanie układów równań liniowych (1)

Ad. poszczegolne metody obliczeniowe

Proces decyzyjny: 1. Sformułuj jasno problem decyzyjny. 2. Wylicz wszystkie możliwe decyzje. 3. Zidentyfikuj wszystkie możliwe stany natury.

Środek masy i geometryczne momenty bezwładności figur płaskich 1

Ramowy program laboratorium z metod numerycznych. Skrócone instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych.

Nadokreślony Układ Równań

Egzamin dla Aktuariuszy z 15 marca 2010 r. Matematyka Finansowa

Wykład 1 Pojęcie funkcji, nieskończone ciągi liczbowe, dziedzina funkcji, wykres funkcji, funkcje elementarne, funkcje złożone, funkcje odwrotne.

data utworzenia: styczeń 2006, data modyfikacji: styczeń 2011 WSTĘP DO METOD NUMERYCZNYCH

I. DZIAŁANIA W ZBIORZE LICZB RZECZYWISTYCH

4. Rekurencja. Zależności rekurencyjne, algorytmy rekurencyjne, szczególne funkcje tworzące.

II. ROZWIĄZYWANIE RÓWNAŃ METODAMI ITERACYJNYMI 1

Równania różniczkowe. y xy (1.1) x y (1.2) z xyz (1.3)

r h SSE EKONOMETRIA - WZORY p pk Opracowała: Joanna Kisielińska 1 Metody doboru zmiennych Metoda Nowaka Metoda Hellwiga Metoda momentów

DOPASOWANIE ZALEŻNOŚCI LINIOWEJ DO WYNIKÓW POMIARÓW

Zbiory rozmyte. Teoria i zastosowania we wnioskowaniu aproksymacyjnym

Metody Numeryczne II rok Informatyka Stosowana Inżynieria Obliczeniowa

Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych z Miernictwa Elektronicznego

Transkrypt:

Metod umercze procedur podstwe [Mrc et. l. 997] orz [Broszte et. l. 004] dr ż. Pweł Zlews Adem Mors w Szczece

Iterpolc welomow: Zde terpolc poleg zlezeu pewe uc tór przlż dą ucę. Dl uc ze są prz tm wrtośc ( ) lu wrtośc e pocodc w pewe sończoe lcze różc putów tóre zwm węzłm terpolc. Wrtość welomu terpolcego Lgrge L w puce dl de uc olcz sę z wzoru: L 0 0 gdze wrtośc orz ( ) ( = 0 ) są de. - -

Iterpolc welomow: Wrtość welomu terpolcego w puce dl de uc moż olczć róweż lgortmem Nevlle podstwe zleżośc reurecc: P 0 0 P P P 0 0 gdze wrtośc orz ( ) ( = 0 ) są de. Wrtość elemetu P est poszuwą wrtoścą welomu w puce. - 3 -

Aprosmc welomow: Przłdem est prosmc średowdrtow welomem tór dl de uc () poleg oreśleu welomu p() stop m tór w przpdu dc dsretc mmlzue sumę: gdze wrtośc orz ( ) ( = 0 ) są de m < w() ozcz ucę wgową. Współcz welomu prosmuącego ucę (): H p w 0 0 m m m moż wzczć poszuuąc mmum poższego ucołu prz dc wrtoścc orz ( ) : gdze m <. m 0-4 -

- 5 - Aprosmc welomow: m H m 0 0 0 m z m 0 0 Powższ ułd rówń lowc moż rozwązć p. metodą elmc Guss lu metodm tercm (przlżom). Wprowdząc ozcze: m z m 0 0 otrzmuem ułd rówń lowc postc:

Cłowe umercze: Wele cłe e moż przedstwć z pomocą uc elemetrc. Do c olcze stosue sę metod przlżoe (przłdowo dl olcze pol powerzc pod rzwą). W celu wzcze przlżoe wrtośc cł: F ucę podcłową F() przedstw sę w postc loczu w() () gdze uc w() zw ucą wgową zzwcz wos ucę () przlż sę welomem. Wówczs: F d d w d A 0 gdze współcz A olczeń. zleżą od zstosowe metod umercze - 6 -

Cłowe umercze: W metodze Smpso d przedzł [ ] dzel sę rówe podprzedzł. W przpdu trzec podprzedzłów: 0 3 w żdm podprzedzle stosue sę wzór Smpso: 3 d 4 0 Nstępe żd z przedzłów dzel sę zowu trz częśc otrzmue sę druge przlżee cł. Procedur t est otuow do cwl gd różc pomędz dwom olem przlżem cł est dosttecze mł lu gd długośc podprzedzłów są mesze od: 3 N I - 7 -

Ułd rówń lowc: Metod dołde rozwązw ułdu rówń lowc: A gdze mcerz wdrtow A stop wetor R teoretcze pozwlą uzsć rozwąze dołde: A są de gdze R o le mcerz wdrtow A est eosolw. Poewż wrtośc elemetów mcerz A wetor e są reprezetowe dołde (rozdzelczość tpów lczowc w opercc zmeoprzecowc w dm środowsu progrmowm) podczs olczeń wstępuą łęd zorągleń węc rozwąze olczoe metodą dołdą może różć sę od teoretczego rozwąz dołdego. - 8 -

Ułd rówń lowc: W przpdu ułdu rówń lowc z mcerzą tróątą górą: eżel mcerz ułdu e est osolw t. gd 0 dl żdego = to ewdome są olcze podstwe zleżośc: - 9 -

Ułd rówń lowc: W przpdu ułdu rówń lowc z mcerzą tróątą dolą: eżel mcerz ułdu e est osolw t. gd 0 dl żdego = to ewdome są olcze podstwe zleżośc: - 0 -

Ułd rówń lowc: Rozwązwe ułdu rówń lowc metodą elmc Guss z częścowm worem elemetu podstwowego: Mcerz A est rozłd locz mcerz LU gdze L ozcz mcerz tróątą dolą z edm główe przeąte U mcerz tróątą górą. Kro ( = -) operc rozłdu mcerz A moż opsć stępuąco: Zduem elemet t że: m Nstępe w mcerz A () zmem wersze o umerc orz w wetorze () słdowe o tc smc umerc. Odpowd to lewostroemu przemożeu mcerz A () wetor () przez mcerz permutc P (). W otrzmm ułdze rówń: A - -

Ułd rówń lowc: Rozwązwe ułdu rówń lowc metodą elmc Guss z częścowm worem elemetu podstwowego: elmuem ewdomą z wersz o umerc + +. orzstąc z wzorów: l l gdze: l - -

Ułd rówń lowc: Rozwązwe ułdu rówń lowc metodą elmc Guss z częścowm worem elemetu podstwowego: po - roc otrzmm ułd rówń postc: l L l3 l U L P w tórm P=P (-) P (-) P U=A () orz: l l 0 3 0 0 l 3 0 0 0 Powższ ułd rówń est rozwązw z pomocą zleżośc: ˆ u u ˆ ; L P - 3 -

Ułd rówń lowc: Wzczee mcerz odwrote do mcerz rzeczwste: W celu wzcze mcerz odwrote do mcerz rzeczwste A: A 3 3 3 3 33 mcerz A est perw rozłd locz LU metodą elmc Guss. Po wou te operc otrzmuem: PA LU gdze P ozcz mcerz permutc. A U L P 3 3-4 -

Ułd rówń lowc: Wzczee mcerz odwrote do mcerz rzeczwste: Elemet mcerz L - orz elemet mcerz U - są oreśloe wzorm: l l l l u u u u gdze: 0 gd gd. - 5 -

Ułd rówń lowc: Metod terce rozwązw ułdu rówń lowc: A gdze mcerz wdrtow A stop wetor R są de geeruą cąg olec przlżeń wetor. Rozpoczęce procesu tercego wmg pod początowc przlżeń wszstc słdowc tego wetor. () Jedą z metod tercc rozwązw ułdu rówń lowc z eosolwą mcerzą wdrtową A est metod Jcoego. W metodze te mcerz A est przesztłc sumę trzec mcerz: A L D U gdze L ozcz mcerz tróątą dolą D mcerz dgolą U mcerz tróątą górą. - 6 -

Ułd rówń lowc: Rozwązwe ułdu rówń lowc metodą tercą (przlżoą) Jcoego: Uwzględąc rozłd mcerz A ułd rówń () moż zpsć w postc: z czego w stępuąc proces terc: D L D D U L U D L U L U D () eżel promeń spetrl mcerz D - (L+U) est mesz od to powższ proces terc est zeż. - 7 -

Ułd rówń lowc: Rozwązwe ułdu rówń lowc metodą tercą (przlżoą) Jcoego: Z zleżośc () w że (+)-sze przlżee -te słdowe rozwąz est oreśloe wzorem: m prz czm 0. Proces terc ończ sę gd: gdze: m ε ozcz zdą dołdość lu gd + = = 0 lu też gd lcz terc w procese (3) est węsz od przęte wrtośc msmle. 0 lu 0 (3) - 8 -

Rów ułd rówń elowc: Rówe slre z edą ewdomą może ć zpse w postc: 0 gdze : X Y prz czm X Y R. Jeśl rówe to e może ć rozwąze ltcze to do zleze ego perwstów stosuem zwle metodę tercą z pomocą tóre moż otrzmć przlżoą wrtość perwstów w przpdu gd rozwąze rów stee. Stosuąc metodę regul ls zdue sę wrtość perwst rów slrego z edą ewdomą leżącego w przedzle [ ] tm że: 0-9 -

Rów ułd rówń elowc: Jede ro metod regul ls poleg zstąpeu eżącego przedzłu [ ] przedzłem meszm tórm est ede z przedzłów [ z] lu [z ] gdze: z Wór odpowedego przedzłu zleż od spełe edego z wruów ()(z) 0 lu (z)() 0. Olcze otuue sę dopót dopó < z <. - 0 -

Rów ułd rówń elowc: Wrtość perwst rów slrego z edą ewdomą leżącego w przedzle [ ] moż róweż zleźć z pomocą metod seczc (terpolc lowe) tór poleg zstosowu zleżośc: Z początowe przlże w procese tercm prząć moż p. wrtośc (zleże od rozdzelczośc podzłu przedzłu [ ]): 0 0 uporządowe w t sposó że: 3. - -

Różczowe umercze: Przlżoe wrtośc pocode uc () mogą ć wzczoe z welomu prosmuącego p(). Poewż różc () - p() może ć rdzo mł różc () p () rdzo duż podeśce te może spowodowć powste zt dużego łędu. Gd est wmg duż dołdość olcz pocode zlec sę stosowć metodę Romerg. W metodze te dl dego początowego rou 0 wrtośc: gdze: T 0 stępe orzstąc z wzoru: 0 0 T T T T 4 olcz sę olee elemet stępuące tlc: wzcz sę - -

Różczowe umercze: T T T 00 0 0 T T T T ' gd dl dego Olcze ończą sę gd: T T gdze ε ozcz zdą z gór dołdość. Jeżel dl złożoego orz powższ wrue e ędze speło to d ro 0 dzel sę połowę cł proces olczeń powtrz sę. Gd po mn tercc zd dołdość ε e est osągęt to z rozwąze przmue sę ostto olczoe przlżee T. - 3 -

Różczowe umercze: Rozwąze zgde początowego dl poedczego rów różczowego to cze olczee przlżoe wrtośc ( ) rozwąz slrego rów: z wruem początowm: d ' d 0 0 Jedą z metod umerczc prowdzącc do rozwąz tego zgde est metod Rugego-Kutt z utomtczm doorem rou cłow. - 4 -

- 5 - Różczowe umercze: Wrtość ( ) olcz sę stosuąc zleżość: 4 3 6 K K K K gdze: 3 4 3 K K K K K K K

- 6 - Różczowe umercze: N podstwe przedstwoe zleżośc wzcz sę dwe wrtośc przlżoego rozwąz w puce + gdze ozcz ro cłow mowce: (+) prz użcu rou (+) stosuąc dwurote ro /. Jeżel: (4) m gdze ε η > 0 ozczą wrtośc crterzuące dołdość rozwąz to ońcową przlżoą wrtość rozwąz w puce + olcz sę z wzoru: 5

Różczowe umercze: W przpdu gd erówość (4) e zoste speło to zme sę ro cłow. Poewż cłowe od putu 0 do putu woue sę w pewe lcze roów w prtce łąd względ otrzmego przlżoego rozwąz ( ) może ć węsz od ε. - 7 -