Міністерство освіти і науки України

Вінницький державний технічний університет

Інститут ІНАЕКСУ

Факультет АКСУ Кафедра АІВТ Курсова робота з дисципліни : «Обчислювальні методи та застосування ЕОМ»

Керівник професор, д.т.н._______________ Квєтний Р.Н.

Студент гр. 3АВ-0_______________ Кучерявий В.Р.

2003

Зміст

Завдання

1.Загальні відомості

2.Вибір методу інструментальних засобів вирішення задач

3.Функціональне призначення програми

4.Розробка та опис логічної частини програми 5.Керівництво оператору 6.Результати обчислень Висновки Література

Додаток А

Блок-схема алгоритму

Додаток Б

Лістинг програми

Анотація

В даній курсовій роботі проведено дослідження різницевого методу для розв’язання крайової задачі. Дослідження проводиться на прикладі заданого диференційного рівняння. Дається опис методу та задачі в цілому.

1. Загальні відомості

 

Формула Чебишева

Формула обчислення може бути приведена до вигляду

 (1)

заміною змінних

При виведенні формули Чебишева використовуються такі умови:

• коефіцієнти АІ рівні між собою;

• квадратурна формула (1) точна для всіх поліномів до степеня п включно.

При цих умовах формула (1) має вигляд:

 (2)

Для знаходженнявикористовуємо другу умову, згідно з якою формула (2) повинна бути точною для функції вигляду

Після підстановки цих функцій в (2) отримаємо систему рівнянь

Система рівнянь має розв'язок при п <8 та п=9. В цій обмеженій точності і полягає недолік формули Чебишева. Значеннядля різних п наведені в довідниках.

Для довільного інтервалу (а, b) формула (2) приймає вигляд

Де

Похибка обчислень за методом Чебишева:

Формула Гаусса

Формула Гаусса називається формулою найвищої алгебраїчної точності. Для формули розрахунку найвища точність може бути досягнута для поліномів степеня (2п - 1), які визначаються 2n постійними  і (і=1,2,...,n).

Завдання полягає у визначенні коефіцієнтіві абсцис точок . Для знаходження цих постійних розглянемо виконання формули розрахунку для функцій вигляду

Враховуючи, що

отримаємо систему рівнянь

Ця система нелінійна, і її звичайне розв'язання пов'язане із значними обчислювальними труднощами. Але якщо використовувати систему для поліномів вигляду

де - поліном Лежандра, тоді її можна звести до лінійної відносно коефіцієнтів  з заданими точками. Оскільки степені поліномів в співвідношенні не перевищують 2п -1, повинна виконуватися система (4) і формула (5) приймає вигляд

В результаті властивості ортогональності ліва частина виразу дорівнює 0, тоді

що завжди забезпечується при будь-яких значеннях  в точках, які відповідають кореням відповідних поліномів Лежандра.

Підставляючи ці значення в систему і враховуючи перші n. рівнянь, можна визначити коефіцієнти.

Формула розрахунку, де - нулі полінома Лежандра, а

визначаються із системи, називається формулою Гаусса.

Значеннядля різних п наведені в довідниках.

Для довільного Інтервалу (а,b) формула для методу Гаусса приймає вигляд

Де

Оцінка похибки формули Гаусса з п вузлами визначається із співвідношення

де- максимальне значення похідної на ділянці

 

2.Вибір методу інструментальних засобів вирішення задач

Розв’язок даної задачі реалізовано на ЕОМ, причому було складено алгоритм та програму в середовищі Borland Delphi 7. ............