Разделы презентаций


Алгебраические уравнения и функции

Содержание

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Полиномыax2+bx+cТрансцендентные (ln, exp, sin…)Канонический видF(x)=0Алгебраические уравнения

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Алгебраические уравнения и функции

Алгебраические уравнения  и  функции

Слайд 2Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Полиномы
ax2+bx+c
Трансцендентные
(ln, exp, sin…)
Канонический вид
F(x)=0
Алгебраические уравнения

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Полиномыax2+bx+cТрансцендентные (ln, exp, sin…)Канонический видF(x)=0Алгебраические уравнения

Слайд 3Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
При отыскании корней во всех случаях

последовательно решается две задачи:
Отделение корней, т.е. определение областей в каждой

из которых заключён один и только один корень.
Вычисление корней с заданной точностью.

Этапы нахождения корней

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2При отыскании корней во всех случаях последовательно решается две задачи:Отделение корней, т.е. определение

Слайд 4Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Методы отделения корней
Аналитический. Если на отрезке

[a, b] функция непрерывна и монотонна, ее значения на концах

отрезка имеют разные знаки, то на рассматриваемом отрезке существует один и только один корень.
Под этот критерий не подпадают кратные корни уравнений!

Табличный. Надежность рассмотренного подхода к отделению корней уравнений зависит как от характера самой функции f(x), так и от выбранной величины шага.

Графический.

x∙sin(x)=1


x∙sin(x)-1=0

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Методы отделения корнейАналитический. Если на отрезке [a, b] функция непрерывна и монотонна, ее

Слайд 5Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Решение уравнений в пакете Matlab
(универсальный метод)
Для

решения уравнения произвольного вида используется

x = fzero(fun,x0,options)

fun – указатель

на функцию для которой ищется корень
х0 – начальное приближение для корня / начальный интервал
оptions – опции, задающие модификации параметров решателя – необязательный параметр
Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Решение уравнений в пакете Matlab(универсальный метод)Для решения уравнения произвольного вида используется x =

Слайд 6Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Использование fzero в случае задания начального

приближения для корня
Знак @ должен быть обязательно!!!!!

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Использование fzero в случае задания начального приближения для корняЗнак @ должен быть обязательно!!!!!

Слайд 7Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Использование fzero в случае задания начального

интервала

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Использование fzero в случае задания начального интервала

Слайд 8Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Опции для функции fzero

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Опции для функции fzero

Слайд 9Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Пример использования опций для функции fzero
Установка

опций производится с помощью функции

оptimset ('параметр', 'значение')


fun = @(x)

exp(-exp(-x)) - x; % function
x0 = [0 1]; % initial interval
options = optimset('Display','iter'); % show iterations
x = fzero(fun,x0,options)
Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Пример использования опций для функции fzeroУстановка опций производится с помощью функции оptimset ('параметр',

Слайд 10Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Пример использования опций для функции fzero

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Пример использования опций для функции fzero

Слайд 11Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Что еще возвращает функция fzero
[x fval

exitflag output] = fzero(fun,x0,options)

x - решение
fval – значение функции

в точке х
еxitflag – флаг выхода:
оutput - структура, поля которой содержат информацию о процессе вычисления корня

Функция может возвращать более одного значения – в этом случае возвращаемые значения записываются в квадратных скобках через пробел!

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Что еще возвращает функция fzero[x fval exitflag output] = fzero(fun,x0,options)x - решение fval

Слайд 12Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Что возвращает функция fzero (пример)

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Что возвращает функция fzero (пример)

Слайд 13Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Значения Exitflag
Exitflag – флаг выхода
1

- Функция сходится к решению х.
-1 – выполнение алгоритма прервано

функцией вывода или графиком.
-3 - При поиске интервала знакопеременности функции было обнаружено значение функции NaN или Inf.
-4 - Комплексное значение функции было обнаружено при поиске интервала знакопеременности.
-5 - алгоритм сходиться к особой точке.
-6 - fzero не обнаружил интервал знакопеременности.

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Значения Exitflag Exitflag – флаг выхода1 - Функция сходится к решению х.-1 –

Слайд 14Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Значения полей структуры Output
Output –

структура, содержащая информацию о:
числе итераций, выполненных для уточнения отрезка, содержащего

корень
числе итераций, выполненных для уточнения корня
Числе вычислений функции
Использованном алгоритме
Текстовое сообщение о значении exitflag



Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Значения полей структуры Output Output – структура, содержащая информацию о:числе итераций, выполненных для

Слайд 15Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Правила оформления заголовка функции в Matlab
На

первом месте всегда стоит ключевое слово function (функция).
На втором

месте стоит возвращаемое значение - имя переменной, которой будет присваиваться возвращаемое функцией значение.
На третьем месте стоит знак «=».
На четвертом месте стоит имя функции
На пятом месте в круглых скобках стоят входные аргументы, которые функция принимает – список формальных аргументов.

Заголовок функции никогда не заканчивается «;»!!!
Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Правила оформления заголовка функции в MatlabНа первом месте всегда стоит ключевое слово function

Слайд 16Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Пример оформления заголовка функции в Matlab
function

y = f(x)

Ключевое слово function.
Имя переменной, которой будет присваиваться

возвращаемое функцией значение - у.
На третьем месте стоит знак «=».
Имя функции - f
В круглых скобках стоит аргумент, который функция принимает – формальный аргумент - х.


Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Пример оформления заголовка функции в Matlabfunction y = f(x)Ключевое слово function. Имя переменной,

Слайд 17Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Комментарии к правилам оформления заголовка функции

в Matlab

Обязательными параметрами являются ключевое слово функция и имя функции.
Возвращаемое

значение и входные аргументы могут отсутствовать.
Рекомендуется всегда возвращать результат работы функции – хотя бы в виде логической переменной, принимаемой значения 0/1 (false/true), для возможности контроля корректности работы функции
Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Комментарии к правилам оформления заголовка функции в MatlabОбязательными параметрами являются ключевое слово функция

Слайд 18Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Правила оформления файла для функции в

Matlab
Файл, в котором будет сохраняться функция, должен иметь то же

имя, что и функция.
Путь к каталогу с файлом должен быть прописан в Set Path.
Один файл – одна функция! В одном файле может быть несколько функций, но «видеть» Matlab будет только ту функцию, имя которой совпадает с именем файла.
После редактирования файл всегда должен быть сохранен перед использованием, иначе изменения не вступят в силу.
Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Правила оформления файла для функции в MatlabФайл, в котором будет сохраняться функция, должен

Слайд 19Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Функция для задания уравнения
Написание функции для

нахождения корня алгебраического уравнения

Здесь используется покомпонентное возведение в степень, поскольку

вид х заранее неизвестен: число, вектор, матрица….
Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Функция для задания уравненияНаписание функции для нахождения корня алгебраического уравненияЗдесь используется покомпонентное возведение

Слайд 20Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Функция для построения графика функции
Написание функции

для построения графика произвольной функции в произвольном диапазоне

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Функция для построения графика функцииНаписание функции для построения графика произвольной функции в произвольном

Слайд 21Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Построение графика с помощью функции risunok
>>

risunok([0 5])

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Построение графика с помощью функции risunok>> risunok([0 5])

Слайд 22Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Построение графика с автоматическим выбором шага

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Построение графика с автоматическим выбором шага

Слайд 23Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Сравнение функций рlot и fplot
Шаг выбран

автоматически
Шаг 0,75

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Сравнение функций рlot и fplotШаг выбран автоматическиШаг 0,75

Слайд 24Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Решение уравнений в случаях, когда функция

задана в файле

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Решение уравнений в случаях, когда функция задана в файле

Слайд 25Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Функция для решения уравнений
Функция имеет 2

входных аргумента – ссылку на функцию, для которой будет решаться

уравнение и х, который может являться или начальным приближением или отрезком на котором корень единственный.
Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Функция для решения уравненийФункция имеет 2 входных аргумента – ссылку на функцию, для

Слайд 26Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Вызов функции для решения уравнений
>> my_zero(@f,3)
Функция

f заранее написана и сохранена в папке, имеющийся в путях

Matlab
Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Вызов функции для решения уравнений>> my_zero(@f,3)Функция f заранее написана и сохранена в папке,

Слайд 27Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Функция для решения уравнений

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Функция для решения уравнений

Слайд 28Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Нахождение корней полинома
Для нахождения корней полинома

используется функция
x = roots(a)
a – вектор коэффициентов полинома, записанный

от старшей степени.
х – вектор корней полинома

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Нахождение корней полиномаДля нахождения корней полинома используется функция x = roots(a)a – вектор

Слайд 29Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Комментарий
Для вычисления значений полинома по известным

коэффициентам можно использовать функцию
r=polyval (p,x)
р – коэффициенты полинома, начиная от

старшего
х – точка, в которой необходимо вычислить значение полинома
r – значение полинома с коэффициентами р в точке х
Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2КомментарийДля вычисления значений полинома по известным коэффициентам можно использовать функциюr=polyval (p,x)р – коэффициенты

Слайд 30Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Решение параметрических уравнений
Найти решения квадратного уравнения

х2+b∙x-8 в зависимости от параметра b. Привести зависимость величины корней

от параметра b. Параметр b изменяется в диапазоне от -1 до 5 с шагом 0.1 (b=-1:0.1:5;)

Создать вектор b из 60 элементов
для каждого значения вектора b (индекс i от 1 до 60)
Начать повторяющееся действие
сформировать вектор коэффициентов полинома х2+b∙x-8
найти корни уравнения х2+b∙x-8
записать корни в вектора х1 и х2 на соответствующее место
Закончить повторяющееся действие

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Решение параметрических уравненийНайти решения квадратного уравнения х2+b∙x-8 в зависимости от параметра b. Привести

Слайд 31Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Цикл
Цикл – это разновидность управляющей конструкции,

предназначенная для организации многократного исполнения набора инструкций.
Бывают:
Цикл с предусловием
Цикл с

постусловием
Цикл со счетчиком
Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2ЦиклЦикл – это разновидность управляющей конструкции, предназначенная для организации многократного исполнения набора инструкций. Бывают:Цикл

Слайд 32Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Программирование цикла
Создать вектор b из 50

элементов
для каждого значения вектора b (индекс i от 1 до

60)
Начать повторяющееся действие
сформировать вектор коэффициентов полинома х2+b∙x-8
найти корни уравнения х2+b∙x-8
записать корни в вектора х1 и х2 на соответствующее место
Закончить повторяющееся действие

b=0:0.1:5;
for i = 1:length(b)

p=[1 b(i) -8]
r=roots(p)
x1(i)=r(1); х2(i) = r(2);
end

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Программирование циклаСоздать вектор b из 50 элементовдля каждого значения вектора b (индекс i

Слайд 33Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Решение параметрических уравнений
(функция в Matlab)

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Решение параметрических уравнений(функция в Matlab)

Слайд 34Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Решение параметрических уравнений
(график в Matlab)

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Решение параметрических уравнений(график в Matlab)

Слайд 35Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Решение уравнений в символьном виде
Для получения

аналитического решения в Matlab есть функция
r=solve(eqn, var)
еqn – уравнение,

записанное в виде RHS == LHS
var – переменная, по которой решается уравнение
r – возвращаемое значение – структура, каждый элемент которой представляет собой аналитическую запись решения

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Решение уравнений в символьном видеДля получения аналитического решения в Matlab есть функцияr=solve(eqn, var)

Слайд 36Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Решение уравнений в символьном виде

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Решение уравнений в символьном виде

Слайд 37Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Численное решение уравнений, записанных в символьном

виде
Для получения численного решения в Matlab есть функция
r=vpasolve(eqn, var, init_param)


еqn – уравнение, записанное в виде RHS == LHS
var – переменная, по которой решается уравнение
init_param – начальное приближение для нахождение нужного корня, необязательный параметр
r – возвращаемое значение – числовое значение решения

Если уравнение является полиномом – находит все корни!

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Численное решение уравнений, записанных в символьном видеДля получения численного решения в Matlab есть

Слайд 38Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Численное решение уравнений, записанных в символьном

виде

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Численное решение уравнений, записанных в символьном виде

Слайд 39Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Численное решение уравнений, записанных в символьном

виде (3 аргумента)

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Численное решение уравнений, записанных в символьном виде (3 аргумента)

Слайд 40Весна 2020
Пакет Matlab. Лекция 2
Численное решение уравнений, записанных в символьном

виде (график)

Весна 2020Пакет Matlab. Лекция 2Численное решение уравнений, записанных в символьном виде (график)

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика