Построение двумерных графиков, их редактирование и измерения на графике, страница 20

4.4. Численное дифференцирование функций

4.4.1. Принципы численного дифференцирования функций

1.  Метод численного дифференцирования n-го порядка является вариантом метода Риддера, согласно которому подсчитываются (n+1)-разделенные разности для разной величины шагов, записываемые в таблицу; затем производится усреднение с весом этих данных и сравнение данных с вычисленным средним: разность с наименьшим отклонением от среднего выбирается для расчета производной.

2.  Численное дифференцирование с выдачей Выходной таблицы (без параметров)выполняется  двумя операторами: производной (первой) или n-й производной (n = 1…5), шаблоны которых вызываются:

·  посредством клавиатуры: клавиши < ? > ( в месте ввода появляется шаблон дифференцирования  с местами ввода функции f(t) и переменной дифференцирования t – для первой производной) или <Ctrl> + <? > (шаблон n-й производной);                                                                                                                                                                                              

·  нажатием соответствующих производным клавиш на панельке «Calculus».

3.  Точность вычисления производных [6]: для первой – 7…8 верных знаков после запятой, увеличение порядка производной на единицу приводит к уменьшению её количества верных знаков тоже на единиц у.

4.  Операнды производной.

·  f(t) – скалярная функция, может быть комплексной, может также зависеть практически от любого числа параметров, которые должны быть определены выше места вычисления производной.

·  t – переменная, для которой вычисляется производная и которая должна быть определена выше места вычисления производной.

·  n – порядок производной в шаблоне, целое число, n = 1…5.

5.  Порядок производной можно повысить, если вложить один шаблон в другой. Наивысший порядок вычисления производной в Mathcad 12и 139-й: вычисление более высоких производных блокируется пакетом (см. два последних равенства рис. 4.8).

6.  Дифференцирование с рядными и векторными аргументами.

·  Вычисление с рядными аргументами производится также как для формулы (рис.4.9А).