Часть полного текста документа:Приближённое решение алгебраических и трансцендентных уравнений 1. Общая постановка задачи. Найти действительные корни уравнения , где - алгебраическая или трансцендентная функция. Точные методы решения уравнений подходят только к узкому классу уравнений (квадратные, биквадратные, некоторые тригонометрические, показательные, логарифмические). В общем случае решение данного уравнения находится приближённо в следующей последовательности: 1) отделение (локализация) корня; 2) приближённое вычисление корня до заданной точности. 2. Отделение корня. Отделение действительного корня уравнения - это нахождение отрезка , в котором лежит только один корень данного уравнения. Такой отрезок называется отрезком изоляции (локализации) корня. Наиболее удобным и наглядным является графический метод отделения корней: 1) строится график функции , и определяются абсциссы точек пересечения этого графика с осью , которые и являются корнями уравнения ; 2) если - сложная функция, то её надо представить в виде так, чтобы легко строились графики функций и . Так как , то . Тогда абсциссы точек пересечения этих графиков и будут корнями уравнения . Пример.Графически отделить корень уравнения . Решение. Представим левую часть уравнения в виде . Получим: Построим графики функций и . Абсцисса точки пересечения графиков находится на отрезке , значит корень уравнения . 3. Уточнение корня. Если искомый корень уравнения отделён, т.е. определён отрезок , на котором существует только один действительный корень уравнения, то далее необходимо найти приближённое значение корня с заданной точностью. Такая задача называется задачей уточнения корня. Уточнение корня можно производить различными методами: 1) метод половинного деления (бисекции); 2) метод итераций; 3) метод хорд (секущих); 4) метод касательных (Ньютона); 5) комбинированные методы. 4. Метод половинного деления (бисекции). Отрезок изоляции корня можно уменьшить путём деления его пополам. Такой метод можно применять, если функция непрерывна на отрезке и на его концах принимает значения разных знаков, т.е. выполняется условие (1). Разделим отрезок пополам точкой , которая будет приближённым значением корня . Для уменьшения погрешности приближения корня уточняют отрезок изоляции корня. В этом случае продолжают делить отрезки, содержащие корень, пополам. Из отрезков и выбирают тот, для которого выполняется неравенство (1). В нашем случае это отрезок , где . Далее повторяем операцию деления отрезка пополам, т.е. находим и так далее до тех пор, пока не будет достигнута заданная точность . Т.е. до тех пор, пока не перестанут изменяться сохраняемые в ответе десятичные знаки или до выполнения неравенства . Достоинство метода: простота (достаточно выполнения неравенства (1)). Недостаток метода: медленная сходимость результата к заданной точности. Пример. ............ |