Вычисление корней многочлена p(x) = x6 + 5x5 – 7x4 + 3x3 – 6x2 + x +12 различными методами. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений, страница 4

Формулы (7) называются формулами Крылова и являются исходными для входа в табл. I.

1. Первое сближение

По формуле Эйлера полагаем

и вычисляем

После этого находим

2. Второе сближение

Затем предсказываем значение Dy1(2) по экстраполяционной формуле Адамса

Это позволяет вычислить следующие приближения

Вычисляем разности

3. Третье сближение

По формуле Адамса:

Получим

Вычислим значения q и их разности:

Аналогичные вычисления производятся и для f2(x,y1,y2)

Сравним "начальный отрезок", рассчитанный для различных значений шага h по методу А. Н. Крылова с "начальным отрезком", полученным  с помощью стандартной функции Mathcad

по методу Крылова:

стандартная функция Mathcad

для f1(x,y1,y2)

для f1(x,y1,y2)

шаг h=0.1             шаг h=0.05

шаг h=0.1             шаг h=0.05

стандартная функция Mathcad

по методу Крылова:

для f2(x,y1,y2)

для f2(x,y1,y2)

шаг h=0.1             шаг h=0.05

шаг h=0.1             шаг h=0.05

4. Заключение

На практике в большинстве случаев найти точное решение возникшей математической задачи не удается. Это происходит главным образом не потому что мы не умеем этого сделать, а поскольку искомое решение обычно не выражается в привычных для нас элементарных или других известных функциях. Поэтому большое значение приобрели численные методы, то есть методы решения задач, сводящиеся к арифметическим и некоторым логическим действиям над числами. Решение, которое получено численным методом обычно является приближенным, то есть содержит некоторую погрешность. Даже если отсутствует погрешность во входных параметрах и при идеальном выполнении арифметических действий, все равно есть погрешность метода. В этом мы убедились, выполняя курсовую работу.

Для решения одной и той же задачи можно использовать несколько методов. Так для отыскания корней полинома были изучены методы Ньютона – Радсона и Лобачевского. Метод Ньютона – Радсона наиболее прост в алгоритме, но, тем не менее, метод Лобачевского позволяет более эффективно отыскивать комплексные корни.

Метод Ньютона – Радсона: этот метод является очень эффективным и точным методом вычисления корней многочлена, т. к. корни, найденные с его помощью, с точностью до 0,001 совпадают с корнями, найденными по методу ЛаГуэрре.

Метод Лобачевского: показал себя с одной стороны как универсальный метод, который позволяет определить не только все корни (причём практически одновременно), но и типы этих корней, при этом процесс вычисления всегда сходится.

Однако к числу недостатков данного метода стоит отнести его громоздкость алгоритмического описания и недостаточную точность при определении  корней с близкими и равными модулями.

Экстраполяцинное и интерполяционное семейства многошаговых методов Адамса – это численные методы с достаточно высокой степенью точности.

Приведём сводную таблицу результатов полученных при решении данной курсовой работы:

Методы решения

Результат, полученный при использовании данного метода

Результат, полученный при использовании стандартной функции Mathcad

Вычисление корней многочленов

1. Метод Ньютона-Радсона

2. Метод Лобачевского

Решение обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ)

f1(y1,y2)=sin(y2)

f2(y1,y2)=cos(y1)

f1(y1,y2)=sin(y2)

f2(y1,y2)=cos(y1)

1. Метод Адамса

0.55

0.605

0.6643

0.7284

0.79749

0.87158

0.95059

1.03433

1.12246

-0.45

-0.409

-0.37751

-0.35566

-0.34365

-0.34161

-0.34955

-0.36741

-0.39499

0.55009

0.60463

0.66385

0.72791

0.79693

0.87095

0.94988

1.03353

1.12156

-0.45026

-0.40943

-0.37791

-0.35602

-0.34398

-0.3419

-0.34981

-0.36762

-0.39517

2. Метод Адамса-Крылова

0.55009

0.60461

0.66375

0.7284

0.79749

0.87158

0.95059

1.03433

1.12246

-0.45026

-0.40943

-0.37791

-0.35566

-0.34365

-0.34161

-0.34955

-0.36741

-0.39499

5. Литература

1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине “Вычислительная математика”