metody numeryczne 3

POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Metody numeryczne

Ćwiczenie 3

Wykonała

Weronika Hejko gr. IW

Rok 2015/2016

Scałkować w przedziale  (0,4 ⟩zapomocą wszystkich typów kwadratur oraz policzyć błędy funkcji


$$y = \frac{Nx^{N + 7} + N}{x^{7} + 7}$$

N= 6


$$y = \frac{6x^{13} + 6}{x^{7} + 7}$$


$$\int_{0}^{4}\frac{6 + 6x^{13}}{{(x}^{7} + 7)}$$

Dane

x y
0 0.857
1 1.500
2 364.133
3 4360.047
4 24565.505

Wzory na pochodne funkcji:


$$y^{'} = \frac{6x^{6}({6x}^{13} + {91x}^{6} - 42)}{{(x^{7} + 7)}^{2}}$$


$$y" = \frac{6x^{5}({5x}^{20} - {49x}^{13} + 336x^{7} - {7644x}^{6} + 1764)}{{(x^{7} + 7)}^{3}}$$


$$y^{(3)} = \frac{12x^{4}*(10x^{27} + 511x^{20} - 1512x^{14} - 41307x^{13} + 28224x^{7} + 294294x^{6} - 30870)}{{(x^{7} + 7)}^{4}}$$


$$y^{(4)} = \frac{36x^{3}(10x^{34} + 42x^{27} + 5040x^{21} + 180075x^{20} - 223440x^{14} - 3404275x^{13} + 971376x^{7} + 6866860x^{6} - 288120)}{{(x^{7} + 7)}^{5}}$$

  1. kwadratura trapezowa

hT=4

wzór na kwadraturę


$$S\left( f \right) = \frac{1}{2}h\left( f_{0} + f_{4} \right) = \sum_{i = 0}^{n}{f\left( x_{i} \right)*A_{i}}$$


$$S\left( f \right) = \frac{1}{2}*4*\left( 0,857 + 24565,5 \right) = 14246,94$$

Błąd wzoru trapezu


$$\xi = \frac{b - a}{2} = 2$$


$$E\left( f \right) = \frac{1}{12}h^{3}f^{\left( 2 \right)}\left( \xi \right) = \frac{h^{3}}{12}\frac{6\xi^{5}({5\xi}^{20} - {49\xi}^{13} + 336\xi^{7} - {7644\xi}^{6} + 1764)}{{(\xi^{7} + 7)}^{3}} =$$


$$= \frac{1}{12}*4^{3}*\frac{6{*2}^{5}({5*2}^{20} - {49*2}^{13} + 336{*2}^{7} - {7644*2}^{6} + 1764)}{{({*2}^{7} + 7)}^{3}} = 2338,065$$

  1. Kwadratura parabol

hS= hT/2=2


$$S\left( f \right) = \frac{1}{3}*h*\left( f_{0} + 4*f_{2} + f_{4} \right) = 26022,9$$


$$S\left( f \right) = \frac{1}{3}*2*\left( 0,857 + 4*364,13 + 364,13 \right) = 26022,9$$

Błąd wzoru paraboli


$$\xi = \frac{b - a}{2} = 2$$


$$y^{\left( 4 \right)} = \frac{36\xi^{3}\left( 10\xi^{34} + 42\xi^{27} + 5040\xi^{21} + 180075\xi^{20} - 223440\xi^{14} - 3404275\xi^{13} + 971376\xi^{7} + 6866860\xi^{6} - 288120 \right)}{\left( \xi^{7} + 7 \right)^{5}} = 2220,576$$


$$E\left( f \right) = \frac{h^{5}}{2880}f^{\left( 4 \right)}\left( \xi \right) = \frac{2^{5}}{2880}*2220,576 = 24,67$$

  1. Kwadratura złożona trapezu

h=2


$$S\left( f \right) = h*\left( \frac{1}{2}f_{0} + f_{1} + \frac{1}{2}f_{4} \right)$$


$$S\left( f \right) = 2*\left( \frac{1}{2}*0,857 + 364,13 + \frac{1}{2}*364,13 \right) = 25294,63$$

Błąd wzoru złożonego trapezu


$$\xi = \frac{b - a}{2} = 2$$


$$f^{(2)} = \frac{6\xi^{5}({5\xi}^{20} - {49\xi}^{13} + 336\xi^{7} - {7644\xi}^{6} + 1764)}{{(\xi^{7} + 7)}^{3}} = 419,21$$


$$E\left( f \right) = \frac{\left( b - a \right)^{3}}{12n^{2}}f^{\left( 2 \right)}\left( \xi \right)$$


$$E\left( f \right) = \frac{\left( 4 - 0 \right)^{3}}{12{*2}^{2}}*419,21 = 558,95$$

  1. Kwadratura złożonych parabol


$$h = \frac{b - a}{n} = \frac{4 - 0}{4} = 1$$


$$S\left( f \right) = \frac{h}{3}\left( f_{0} + f_{4} + 2*f_{2} + 4*\left( f_{1} + f_{3} \right) \right)$$


$$S\left( f \right) = \frac{1}{3}\left( 0,857 + 24565,505 + 2*364,13 + 4*\left( 1,5 + 4360,047 \right) \right) = 14246,94$$

Błąd wzoru złożonych parabol


$$E\left( f \right) = \frac{\left( b - a \right)^{5}}{180n^{4}}*f^{\left( 4 \right)}\left( \xi \right)$$


$$E\left( f \right) = \frac{\left( 4 - 0 \right)^{5}}{180{*4}^{4}}*2220,576 = 49,35$$


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Metody numeryczne w6
metoda siecznych, Elektrotechnika, SEM3, Metody numeryczne, egzamin metody numeryczn
MN energetyka zadania od wykładowcy 09-05-14, STARE, Metody Numeryczne, Część wykładowa Sem IV
METODA BAIRSTOWA, Politechnika, Lab. Metody numeryczne
testMNłatwy0708, WI ZUT studia, Metody numeryczne, Metody Numeryczne - Ćwiczenia
Metody numeryczne Metoda węzłowa
Metody numeryczne, wstep
metody numeryczne w4
Metody numeryczne PDF, MN macierze 01 1
Metody numeryczne w11
metody numeryczne i w9
Metody numeryczne PDF, MN raphson 11
metody numeryczne w9
7 h, Informatyka, Informatyka, Informatyka. Metody numeryczne, Kosma Z - Metody i algorytmy numerycz
rownania nieliniowe, Automatyka i robotyka air pwr, VI SEMESTR, Notatki.. z ASE, metody numeryczne,
text, informa, metody numeryczne
metody numeryczne - interpolacja, Nauka i Technika, Informatyka, Programowanie

więcej podobnych podstron