2.1 Aritmetika s pohyblivou řádovou čárkou
|
|
- Růžena Kopecká
- před 7 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 Kapitola 2 Aritmetika počítače V této kapitole se budeme zabývat vlivem zaokrouhlovacích chyb, které vznikají při numerických výpočtech prováděných na počítači v aritmetice s konečnou přesností. Bude nás zajímat, zda je algoritmus stabilní vůči zaokrouhlovacím chybám, tj. zda je výsledek výpočtu dostatečně přesná aproximace řešení. Nejprve popíšeme vznik zaokrouhlovacích chyb a jejich šíření při provádění elementárních aritmetických operací. {chp:2} 2. Aritmetika s pohyblivou řádovou čárkou Číslo je v počítači zobrazeno jako posloupnost bitů (každý s číselným obsahem 0 nebo ) konečné délky. Tato délka je pevně stanovena (např. 6, 32, 64 či 28 bitů). Počítač většinou umožňuje několik typů zobrazení čísel, jimž odpovídá několik velikostí paměťových míst. Nás především zajímá, jak jsou v počítači zobrazena reálná čísla. Je zřejmé, že při zvoleném typu zobrazení a předepsané délce paměťového místa je možno v počítači zobrazit pouze konečný počet čísel. Proto často hovoříme o konečné aritmetice či aritmetice s končenou přesností. Množina reálných čísel R je v počítači reprezentována svojí konečnou podmnožinou F, F Q R,kterou nazýváme soustavou čísel s pohyblivou řádovou čárkou (floating point number system), kde Q je množinou racionálních čísel. Prvky F lze zapsat ve tvaru y = ±m β e t, (2.) {cvut_2.} kde celé číslo β (obvykle β = 2) je nazýváno základem, celé číslo t určuje přesnost, celé číslo m pohybující se v rozsahu 0 m<β t je nazýváno mantisou a celočíselný parametr e exponentem. Množina F je plně určena parametry β, t a horní, resp. dolní mezí celočíselného exponentu e min e e max. Vztah 2. můžeme přepsat do názornějšího tvaru ( y = ±β e d β + d 2 β d ) t β t = ±β e (0.d d 2...d t ) β, (2.2) {cvut_2.2} kde každá číslice d i leží v intervalu 0 d i β a(0.d d 2...d t ) β představuje číslo zapsané v číselné soustavě se základem β. Je výhodné uvažovat m β t pro y 0, pak zřejmě d 0 (nenulová první číslice mantisy). Systém dodržující tuto konvenci nazýváme normalizovaný. I když se v minulosti používaly různé základy β (do dnešní doby jsou rozšířeny základy β =2aβ = 6) a stále se můžeme setkat s rozličnými hodnotami t, e min a e max, vývoj spěje k všeobecnému uznání tzv. IEEE standardní aritmetiky. Stučně ji vyložíme a další vlastnosti aritmetiky s pohyblivou řádovou čárkou budeme popisovat na tomto příkladu. 5
2 6 KAPITOLA 2. ARITMETIKA POČÍTAČE IEEE aritmetika používá β = 2 a rozlišuje dva základní formáty čísel v pohyblivé řádové čárce: čísla s jednoduchou (single)advojitou přesností (double). V prvém případě je k uložení čísla použito 32, ve druhém 64 bitů. Uložení jednotlivých parametrů je patrné ze schematu na obrázku 2.. V případě jednoduché přsnosti je na exponent vyhrazeno 8 bitů, do kterých je možno uložit celé číslo v rozmezí 0 až 255. Řetězce ( ) 2 = 0 či ( ) 2 = 255 mají však speciální význam, který bude popsán níže. Zbylá čísla až 254 určují hodnotu veličiny e + 26, tj. hodnota exponentu e se pohybuje v rozmezí e min = 25 e 28 = e max. Na mantisu je vyhrazeno zbývajících 23 bitů, přičemž se standardně využívá normalizace, cifra d = se přitom nezapisuje. S jednoduchou přesností uložené nenulové číslo v pohyblivé řádové čárce můžeme tedy zapsat ve tvaru {cvut_2.3} y = ±2 (g...g8)2 26 (0.d 2 d 3...d 24 ) 2, (2.3) z čehož vyplývá 2 26 y ( 2 24 ) Jednoduchá přesnost ± exponent (g...g 8) mantisa (d 2...d 24) Dvojitá přesnost ± exponent (g...g ) mantisa (d 2...d 53) 0 63 {pic:sin_dou} Obrázek 2.: Uložení parametrů IEEE standardni aritmetiky pro jednoduchou a dvojitou přesnost. Čísla v pohyblivé řádové čárce nejsou vzhledem k R rovnoměrně rozložena (viz cvičení 2..). Mají-li dvě čísla y, y 2 ve vyjádření (2.3) shodný exponent e a jedná-li se o dvě po sobě jdoucí čísla množiny F, y 2 >y,pak y 2 y =2 e Rozložení čísel množiny F je charakterizováno pomocí strojové přesnosti ɛ M, což je vzdálenost čísla.0 od nejbližšího vyššího čísla v pohyblivé řádové čárce. Zřejmě platí ɛ M = =2 23. Snadno lze ukázat, že vzdálenost libovolného normalizovaného čísla x F od svých sousedů je nejméně ɛ M x /2 a nejvýše ɛ M x (cvičení 2..2). Pokud by IEEE aritmetika pracovala pouze s množinou F, která obsahuje jen normalizovaná čísla popsaná (2.3), došlo by k nepříjemnému jevu. Zatímco čísla blízká 2 26 zprava jsou aproximována s chybou odpovídající počtu bitů mantisy, nejbližší číslo menší než 2 26 definované (2.3) je 2 26, vzniká tak výrazná mezera v okolí nuly a zřejmě 0 F. K odstranění tohoto nedostatku množiny F
3 2.. ARITMETIKA S POHYBLIVOU ŘÁDOVOU ČÁRKOU 7 přidává norma IEEE navíc množinu tzv. subnormálních čísel. To jsou nenulová nenormalizovaná čísla s exponentem ( ) 2 = 0, definovaná vztahem y = ±m β emin t, 0 <m<β t, neboli y = ±m 2 49, 0 <m<2 23. Je-li řetězec mantisy i exponentu nulový (tj. znaménkový bit je 0 nebo, všechny ostatní bity jsou nulové) dostaneme reprezentaci čísel ±0 (+0a 0 mají odlišnou reprezentaci, samozřejmě je zajištěno, že platí +0 = 0). Je-li řetězec exponentu roven ( ) 2 = 255 a mantisa je nulová, pak zobrazené číslo je definováno jako ±Inf (± ). Je-li řetězec exponentu roven ( ) 2 = 255 a řetězec mantisy je nenulový (jeho hodnota je libovolná nenulová), pak je obsah interpretován jako NaN (Not a Number). Shrnutí je uvedeno v tabulce 2.. řetězec exponentu numerická hodnota uloženého čísla ( ) 2 =(0) 0 ±(0.0d 2 d 3...d 24 ) ( ) 2 =() 0 ±(0.d 2 d 3...d 24 ) (0 0) 2 = (26) 0 ±(0.d 2 d 3...d 24 ) (0 ) 2 = (27) 0 ±(0.d 2 d 3...d 24 ) ( 0) 2 = (254) 0 ±(0.d 2 d 3...d 24 ) ( ) 2 = (255) 0 ± pokud d 2 = d 3 =...= d 24 =0;jinakNaN Tabulka 2.: IEEE jednoduchá přesnost. {tab:single} Zbývají dvě otázky. Jaká je přesnost zobrazení reálného čísla v množině F a jaká je přesnost provádění elementárních aritmetických operací +,,, /. Přesnost aproximace je charakterizována zaokrouhlovací jednotkou u =(/2)β t = (/2)2 23 =2 24. Důkaz následující věty (která je formulována obecně) ponecháme na cvičení. Věta 2... Nechť x Rleží mezi nejmenším a největším číslem množiny F. Označíme-li fl : R F zobrazení z R do F, pak platí fl(x) = x( + δ), δ <u, (2.4) {cvut_2.4} kde u je zaokrouhlovací jednotka. Aritmetické operace +,,, / se v IEEE aritmetice v obvyklých případech provádějí tak, jako kdyby byly nejprve provedeny přesně (s nekonečnou přesností) a pak je výsledek zaokrouhlen na nejbližší číslo z F (v případě nerozhodnosti se zaokrouhluje dolů). Jsou-li x, y F, pak platí {veta_cvut_2.} fl(x ± y) =(x ± y)( + δ ), δ u, fl(x y) =(x y)( + δ 2 ), δ 2 u, fl(x/y) =(x/y)( + δ 3 ), δ 3 u. (2.5) {cvut_2.5} Analogický vztah se obvykle přepokládá i pro operaci odmocnění. Nastane-li výjimečný případ, je výsledek generován podle tabulky 2.2. Přetečením rozumíme případ kdy je přesný výsledek operace v absolutní hodnotě větší než největší číslo z F. Podtečením rozumíme případ, kdy je přesný výsledek operace v absolutní hodnotě menší, než nejmenší kladné normalizované číslo.
4 8 KAPITOLA 2. ARITMETIKA POČÍTAČE typ výjimky příklad výsledek nedefinované operace 0/0, 0, NaN přetečení ± dělení nenulového čísla nulou ± podtečení subnormální čísla Tabulka 2.2: Výjimky v IEEE aritmetice. {tab:exceptns} Vlastnosti aritmetiky s pohyblivou řádovou čárkou jsme vyložili na příkladu IEEE aritmetiky s jednoduchou přesností. Je zřejmé, jak postupovat při odvození charakteristik aritmetiky založené na jiné hodnotě parametrů. Pro doplnění uvádíme v tabulce 2.3 porovnání IEEE aritmetiky s jednoduchou a dvojitou přesností. přesnost počet bitů zaokrouhlovací rozsah celkem mantisa exp. jednotka u jednoduchá 32 23(+) ±38 dvojitá 64 52(+) ±308 Tabulka 2.3: IEEE aritmetika s pohyblivou řádovou čárkou, jednoduchá a dvojitá přesnost. {tab:sin_dou} {trivaritmetic} {trivaritmetic2} {trivaritmetic3} Cvičení konečná aritmetika Doporučená literatura: [], [6], [4]. Příklad 2... Vypočtěte a graficky znázorněte na číselné ose prvky množiny čísel s pohyblivou řádovou čárkou pro β =2, t =3, e min = a e max =3. Příklad Nechť je množina F Rkonečnou množinou reprezentující množinu reálných čísel v počítači, množinou normalizovaných čísel. Ukažte, že vzdálenost Δx libovolného normalizovaného čísla x z množiny F od jeho nejbližšího souseda je β ɛ M x = ɛ M 2 x Δx ɛ M x. Příklad Dokažte větu 2... Nechť x Rleží mezi nejmenším a největším číslem množiny F. Označíme-lifl : R F zobrazení z R do F, pak platí fl(x) x( + δ), δ <u {trivaritmetic4} {vyrokyvieee} kde u = ɛ M /2 se nazývá zaokrouhlovací jednotka. Příklad Odvoďte parametry IEEE aritmetiky s pohyblivou řádovou čárkou v dvojité přesnosti (64 je celkový počet bitů, z toho 52(+) bitů tvoří matnisu, bitů tvoří exponent, viz tabulku 2.3). Příklad Který z následujících výroků je pravdivý v IEEE aritmetice, předpokládáme-li, že a, b a c jsou normalizovaná čísla v pohyblivé řádové čárce a že nenastane žádná výjimečná situace (například přetečení) (a) fl(a op b) =fl(b op a), kdeop = +,
5 2.2. ZAOKROUHLOVACÍ CHYBY V ARITMETICE S KONEČNOU PŘESNOSTÍ9 (b) fl(b a) = fl(a b) (c) fl(a + a) =fl(2 a) (d) fl(0.5 a) =fl(a/2) (e) fl((a + b)+c) =fl(a +(b + c)) (f) je-li a b, pak a fl((a + b)/2) b Případnou nepravdivost výroků zkuste ověřit nalezením příkladu. Výhodně k tomu můžete využít jednoduché aritmetiky z příkladu Zaokrouhlovací chyby v aritmetice s konečnou přesností Při povrchním pohledu na vztah (2.4) a (2.5) by se mohlo zdát, že zaokrouhlovací chyby jsou velmi malé a jejich vliv při provádění numerických výpočtů nebude velký (snad s výjimkou velkého počtu operací s nějakými extrémními čísly). Ukážeme na několika příkladech, že tento ukvapený závěr je zcela mylný. Prvním příkladem je tzv. krácení platných cifer (cancellation), které nastává, odečítáme-li dvě téměř shodná čísla. Příklad. Uvažujme funkci f(x) = ( cos(x))/x 2 (převzato z []). Pro x = je hodnota cos(x) zaokrouhlená na 0 desetinných míst rovna c = , vyčíslením hodnoty f( ) dostaneme ( c)/x 2 =0 0 /( )= , což je úplně špatně, neboť 0 f(x) 0.5 pro x 0. Vidíme, že přestože hodnota cos(x) byla aproximována s přesností na 0 desetinných míst, výsledek výpočtu f(x) neaproximuje správnou hodnotu ani s přesností jednoho desetinného místa! Je důležité si uvědomit, že problém není způsoben vlastním odečtením ( c), to bylo provedeno přesně. Problém spočívá v tom, že sama hodnota c byla určena nepřesně a výsledek přesného výpočtu ( c) je díky krácení platných cifer stejného řádu, jako je chyba obsažená v c. Tím se významnost nepatrné chyby posunula o 0 řádů a katastrofálně ovlivnila celý další výpočet, byť byl proveden sebepřesněji (často se proto hovoří v této souvislosti o tzv. katastrofickém krácení). Pokusíme se krácení popsat pomocí vztahů (2.4) a (2.5). Nechť ˆx aŷ jsou dvě čísla zažížená jistou chybou, tj ˆx = x( + δx), ŷ = y( + δy). Předpokládejme, že chyby δx, resp.δy jsou malé vzhledem k velikosti x, resp.y, může jít o chyby způsobené předcházejícím výpočtem nebo třeba o zaokrouhlovací chyby při uložení dat do počítače (pak ˆx = fl(x), ŷ = fl(x) a δx u, δy u). Proveďme přesný součet čísel ˆx aŷ (čísla mohou mít opačná znaménka, příklad zahrnuje i odečítání) ŝ =ˆx +ŷ = x( + δx)+y( + δy) = = x + y + xδx+ yδy= =(x + y)( + δs),
6 20 KAPITOLA 2. ARITMETIKA POČÍTAČE kde δs = x x + y δx + y x + y δy. Je zřejmé, že i když hodnoty δx a δy jsou malé, není zaručeno, že hodnota δs bude rovněž malá. Pokud bude x (x + y) azároveňδx 0,respektivey (x + y) a zároveň δy 0, bude chyba δs relativně velká, δs δx, respektiveδs δy. Znovu vidíme, že krácení není nebezpečné samo o sobě (dojde-li ke krácení při odečtení dvou přesných hodnot, k žádné ztrátě přesnosti nedojde), ale je nebezpečné tím, že zesiluje vliv předchozích chyb obsažených v datech. Druhý příklad ukazuje, že i bez krácení popsaného výše, může dojít při provedení jednoduchého výpočtu k velké chybě. Příklad. Předpokládejme, že chceme nalézt dobrou numerickou aproximaci hodnoty e s použitím vztahu e = lim n ( + /n) n, kde limitu nahradíme prostým výpočtem hodnoty f(n) =(+/n) n pro dostatečně velké n. Pron =0dostaneme v případě výpočtu v IEEE aritmetice s jednoduchou přesností lepší aproximaci čísla e než pro n =0 7! Příčina je následující. Sčítáme-li ( + /n) pro n, obsahuje výsledek součtu stále méně a méně informace o čísle n (neboť /n). I když provedeme následné umocnění přesně, výsledek je zatížen velkou chybou, viz cvičení, příklad Posledním příkladem je sčítání řad s kladnými členy. Příklad. Z teorie Fourierových řad je známo, že n 2 = π 2 /6. Předpokládejme, že tuto identitu neznáme a chceme vypočítat součet řady numericky sčítáním (...((( )+3 2 )+4 2 )+...+ m 2 ), kde m určíme jako nejmenší celé číslo, jehož zahrnutí do výpočtu již nezmění vypočtený součet. Výsledek výpočtu bude překvapivě nepřesný (viz cvičení, příklad 2.2.3). Příčina je opět zřejmá: řada konverguje velmi pomalu a náš výpočet je prováděn tak, že hodnota přičítaných prvků se stále zmenšuje a hodnota částečných součtů se stále zvětšuje. Pro jisté k je vypočtený částečný součet k n 2 takový, že přičtení (k +) 2 nezmění jeho hodnotu. Zbytek n=k+ n 2 je však stále příliš velký. Jak překonat popstanou obtíž? První nápad může být změnit pořadí sčítání (sčítat od nejmenšího prvku k největšímu). Problém ovšem je, že nevíme, kterým prvkem začít. Navíc, uspořádání sčítanců je obecně drahá operace a nelze ji v praktických výpočtech použít. Univerzálním řešením je použití speciálních technik zvyšujících přesnost (samozřejmě na úkor rychlosti). Zvídavého čtenáře odkazujeme na [, Chapter 4]. Jiným řešením může být použití vhodné identity a řady konvergující podstatně rychleji, viz cvičení, příklad V každém případě je vhodné zamyslet se nad konvergencí sčítané řady. Odstrašujícím případem budiž všem eventuální pokus nalézt výše popsaným postupem součet řady n.
7 2.2. ZAOKROUHLOVACÍ CHYBY V ARITMETICE S KONEČNOU PŘESNOSTÍ2 Cvičení rušení platných číslic, součty řad Doporučená literatura: [3], [4]. Příklad Ukažte, jak je potřeba přepsat uvedené výrazy, aby byl omezen vliv krácení platných cifer: (a) pro x 0 výraz x +, (b) pro x y výraz sin(x) sin(y), (c) pro x y výraz x 2 y 2, (d) pro x 0 výraz ( cos(x))/sin(x). Příklad Vypočtěte hodnotu výrazu ( + /n) n pro n =0, 0 2,...,0 7 a srovnejte výsledky s číslem e. Příklad Vypočtěte aproximaci součtu nekonečné řady /n2 porovnejte s hodnotou π 2 /6. Určete chybu a udejte, kolik členů řady jste sčítali. Příklad Vypočtěte aproximaci součtu nekonečné řady /(n2 +). Součet řady aproximujte k-tým částečným součtem. Výpočet zastavte při splnění podmínky ( k fl ) ( k+ n 2 = fl + Určete počet členů k řady, které jste sčítali. ) n 2. + Příklad Vypočtěte aproximaci součtu nekonečné řady /(n2 +) s přesností větší než 0 6. Při určení počtu členů řady k použijte nerovnost {priklad_e} {priklad_pi26} {sum_naiv} {sum_presnost} n=k+ n 2 + dx k x 2 + =arctan( ) arctan(k) = π 2 arctan(k) < 0 6. Sčítejte od nejmenších členů k největším (tedy od k do ). Proč je to výhodnější? Příklad Vypočtěte aproximaci součtu nekonečné řady /(n2 +) s přesností větší než 0 6. Nesčítejte však původní řadu, ale využijte následujících identit n 2 = π2 6, n 4 = π4 90, Opět sčítejte od nejmenších členů k největším. n 6 = π {sum_identity} Návod k řešení. Zřejmě platí následující vztahy: x x x 2 x 3 n 2 +, π2 6 x = π2 90 x = π x 2 = n 2 n 2 + = n 4 n 4 + n 2 = n 2 (n 2 +), n 4 (n 2 +), n 6 n 6 + n 4 = n 6 (n 2 +).
8 22 KAPITOLA 2. ARITMETIKA POČÍTAČE Výpočet proveďte nejpve s využitím pouze první identity, poté s využitím prvních dvou identit a nakonec s využitím všech tří identit. Výsledek určete nejprve naivním způsobem (jako v příkladu 2.2.4), dále sčítejte každou řadu od nejmenších členů k největším se zaručenou přesností (viz příklad 2.2.5). Při určení počtu sčítanců k v jednotlivých případech použijte odhady pomocí vhodných integrálů. Platí následující vztahy dx x 2 + =arctan(x), dx x n (x 2 +) = (n )x n Dále je vhodné využít nerovnosti b dx x n 2 (x 2 +), n 2. dx b a x n (x 2 +) dx a x n+2. Porovnejte výsledky z příkladů 2.2.4, 2.2.5, (jednotlivé součty a počty sčítanců, ev. dobu, kterou počítač k vyčíslení součtů potřeboval počítal). Příklad Zkuste vypočítat aproximaci součtu řady /(n +)2, nebo nějaké jiné vámi zvolené nekonečné řady. Aproximaci součtu vypočtěte opět několika různými způsoby, tak jako u předchozích příkladů. Příklad Zkuste naivním způsobem vypočítat aproximaci součtu nekonečné řady /n. Jaká je asi přesnost takto získaného výsledku? Návod k řešení. Pro řadu /n je podmínka fl(s k)=fl(s k+ ) splněna až pro velmi vysoké k. Zamyslete se nad konvergencí této řady a zkuste raději naivním způsobem aproximovat součet jiné nekonečné řady s obdobnými vlastnostmi, například /(n ). Cvičení příklady v MATLABu Doporučená literatura: [9], [4]. Příklad Máme následující program v MATLABu >> a = ; >> b = ; >> while a+b ~= a; b=b/2; end; Promněnná b je v cyklu půlená, dokud je součet a + b různý od a. Budeme-li výpočet provádět na množině reálných čísel, program skončí v nekonečném cyklu. Náš program však skončí po konečném počtu kroků. Proveďtě výpočet. Určete hodnotu b, při které program skončí. O jakou hodnotu se jedná? Návod k řešení. Jedná se o zaokrouhlovací jednotku u = ɛ M /2= Relativní strojovou přesnost ɛ M v MATLABu zjistíme příkazem eps.
9 2.2. ZAOKROUHLOVACÍ CHYBY V ARITMETICE S KONEČNOU PŘESNOSTÍ23 Příklad Nyní budeme krátkým výpočtem dokumentovat neplatnost zákona asociativity sčítání v aritmetice čísel s pohyblivou řádovou čárkou. Máme následující tři čísla >> a =.0e+308; >> b =.e+308; >> c = -.00e+308; Součet čísel a + b + c spočítáme v MATLABu dvěma různýmy způsoby. Dostaneme následující výsledky. >> a+(b+c) >> (a+b)+c ans =.0990e+308 ans = Inf Vysvětlete. Jaký je rozdíl mezi tímto příkladem a příkladem 2..5 (e)? Návod k řešení. V druhém výpočtu došlo k výjimce přetečení. Příklad Mějme výraz ( + x), x hodnota tohoto výrazu je zřejmě rovna pro libovolné x 0. Pro pevně zvolené x jsme výraz vyčíslili v MATLABu. Následuje výpis programu >> x =.0e-5; >> ((+x)-)/x ans =.02 Kde nastala chyba? Návod k řešení. Rušení platných číslic cancelation. Cvičení polynomy Doporučená literatura: [], [4], [3]. Příklad Metodou bisekce nalezněte kořen(y) polynomu {polynom} p(x) =x 9 8x 8 +44x 7 672x x x x x x 52 ležící v intervalu [.8, 2.2]. Jeden z kořenů polynomu by měl ležet blízko hodnoty 2. Zkuste ověřit vámi získaný výsledek aplikováním metody jiné intevaly blízké intervalu původnímu, např. [.9, 2.2], [.7, 2.2]. Vykreslete graf tohoto polynomu v okolí nalezených kořenů. K vyčíslení hodnoty polynomu d p(x) = a i x i použijte Hornerova pravidla. V MATLABu určíme hodnotu polynomu p(x) v bodu x programem i=0
10 24 KAPITOLA 2. ARITMETIKA POČÍTAČE >> coeff = [ ]; >> n = 0; >> p = 0; >> for i = :n, p = x*p + coeff(i); end MATLAB obsahuje funkci polyval(), která implementuje Hornerovo pravidlo, odpovídající program pak vypadá >> coeff = [ ]; >> p = polyval(a,x); {polynom_roots} Konfrontujte graf s výsledky získanými metodou bisekce, vysvětlete. Příklad Pro výpočet kořenů polynomu je v MATLABu přímo implementovaná funkce roots(). Zkuste kořeny polynomu z předchozího příkladu nalézt pomocí této funkce >> coeff = [ ]; >> r = roots(coeff); {priklad_raclomfce} Porovnejte výsledky s výsledky, které jste získali metodou bisekce v předchozím příkladu. Pokuste se vysvětlit. Příklad Zopakujte postupy z předchozích dvou příkladů pro jednodušší polynom q(x) =x 7 7x 6 +2x 5 35x 4 +35x 3 2x 2 +7x. Při hledání kořenů pomocí bisekce předpokládejte, že jeden z kořenů polynomu leží blízko hodnoty. Sami navrhněte polynom r(x), u něhož znáte alespoň přibližně hodnotu minimálně jednoho z jeho kořenů, a aplikujte výše zmíněné postupy. Srovnejte chování všech polynomů p(x), q(x) a r(x). Čím jsou polynomy p(x) a q(x), popřípadě i r(x), charakteristické? Příklad Vykreslete graf racionální lomené funkce ρ(x) = 4x4 59x x 2 75x x 4 4x 3 +72x 2 5x + 2. Hodnoty polynomů čitatele a jmenovatele počítejte pomocí Hornerova pravidla. Graf funkce vykreslete pro hodnoty x = a +(k ) 2 26,kdea =.606 a k =,...,36 (příklad převzat z []). Spočtěte derivaci π(x) = dρ dx funkce ρ(x) a její numerickou aproximaci (z hodnot funkce ρ(x)). Vykreslete grafy a porovnejte. Výpočty provádějte vždy v jednoduché a dvojité přesnosti. Zhodnoťte výsledky. Návod k řešení. Pozor, některé verze MATLABu neumí operovat s čísly v jednoduché přesností. Při vyčíslování funkce v jednoduché přesnosti je tedy potřeba provádět konverzi příslušných mezivýsledků pomocí funkcí single() a double().
Aplikovaná numerická matematika
Aplikovaná numerická matematika 1. Úvod do ANM doc. Ing. Róbert Lórencz, CSc. České vysoké učení technické v Praze Fakulta informačních technologií Katedra počítačových systémů Příprava studijních programů
VíceČísla v plovoucířádovéčárce. INP 2008 FIT VUT v Brně
Čísla v plovoucířádovéčárce INP 2008 FIT VUT v Brně Čísla v pevné vs plovoucí řádové čárce Pevnářádováčárka FX bez desetinné části (8 bitů) Přímý kód: 0 až 255 Doplňkový kód: -128 až 127 aj. s desetinnou
VíceData v počítači. Informační data. Logické hodnoty. Znakové hodnoty
Data v počítači Informační data (elementární datové typy) Logické hodnoty Znaky Čísla v pevné řádové čárce (celá čísla) v pohyblivé (plovoucí) řád. čárce (reálná čísla) Povelová data (instrukce programu)
VíceZákladní principy zobrazení čísla Celá čísla s pevnou řádovou čárkou Zobrazení reálných čísel Aritmetika s binárními čísly
Počítačové systémy Zobrazení čísel v počítači Miroslav Flídr Počítačové systémy LS 2007-1/21- Západočeská univerzita v Plzni Vážený poziční kód Obecný předpis čísla vyjádřeného v pozičním systému: C =
VíceFaculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague
1 / 38 Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague 1 2 3 4 5 6 2 / 38 2 / 38 čárkou Definition 1 Bud základ β N pevně dané číslo β 2, x bud reálné číslo s
VíceJak v Javě primitivní datové typy a jejich reprezentace. BD6B36PJV 002 Fakulta elektrotechnická České vysoké učení technické
Jak v Javě primitivní datové typy a jejich reprezentace BD6B36PJV 002 Fakulta elektrotechnická České vysoké učení technické Obsah Celočíselný datový typ Reálný datový typ Logický datový typ, typ Boolean
Více1 Mnohočleny a algebraické rovnice
1 Mnohočleny a algebraické rovnice 1.1 Pojem mnohočlenu (polynomu) Připomeňme, že výrazům typu a 2 x 2 + a 1 x + a 0 říkáme kvadratický trojčlen, když a 2 0. Číslům a 0, a 1, a 2 říkáme koeficienty a písmenem
VíceÚvod do problematiky numerických metod. Numerické metody. Ústav matematiky. 6. února 2006
Numerické metody Doc. RNDr. Libor Čermák, CSc. RNDr. Rudolf Hlavička, CSc. Ústav matematiky Fakulta strojního inženýrství Vysoké učení technické v Brně 6. února 2006 Obsah Úvod do problematiky numerických
VíceZáklady matematické analýzy
Základy matematické analýzy Spojitost funkce Ing. Tomáš Kalvoda, Ph.D. 1, Ing. Daniel Vašata 2 1 tomas.kalvoda@fit.cvut.cz 2 daniel.vasata@fit.cvut.cz Katedra aplikované matematiky Fakulta informačních
VíceAlgoritmy I. Číselné soustavy přečíst!!! ALGI 2018/19
Algoritmy I Číselné soustavy přečíst!!! Číselné soustavy Každé číslo lze zapsat v poziční číselné soustavě ve tvaru: a n *z n +a n-1 *z n-1 +. +a 1 *z 1 +a 0 *z 0 +a -1 *z n-1 +a -2 *z -2 +.. V dekadické
VíceExponent. Integer 4 bajty až Double Integer 8 bajtů až
1. Opakování teorie 1.1. Reprezentace čísel v počítači Celá čísla (přesné výpočty, velmi omezený rozsah): INTEGER => 2 byty = 16 bitů => 2 16 čísel LONGINT => 4 byty = 32 bitů => 2 32 čísel
VíceNumerické řešení nelineárních rovnic
Numerické řešení nelineárních rovnic Mirko Navara http://cmp.felk.cvut.cz/ navara/ Centrum strojového vnímání, katedra kybernetiky FEL ČVUT Karlovo náměstí, budova G, místnost 104a http://math.feld.cvut.cz/nemecek/nummet.html
VíceČíselné soustavy v mikroprocesorové technice Mikroprocesorová technika a embedded systémy
Ústav radioelektroniky Vysoké učení technické v Brně Číselné soustavy v mikroprocesorové technice Mikroprocesorová technika a embedded systémy Přednáška 8 doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D. listopad 2012 Obsah
VíceArchitektury počítačů
Architektury počítačů IEEE754 České vysoké učení technické, Fakulta elektrotechnická A0M36APO Architektury počítačů Ver.1.20 2014 1 Fractional Binary Numbers (zlomková binární čísla / čísla v pevné řádové
Více1. Chyby vstupních dat metody převedení úlohy na numerickou (řád použité metody) zaokrouhlovací reprezentace čísel v počítači
1. Chyby vstupních dat metody převedení úlohy na numerickou (řád použité metody) zaokrouhlovací reprezentace čísel v počítači 2. Reprezentace čísel v Pascalu celá čísla Typ Rozsah Formát shortint 128..127
Více- funkce, které integrujete aproximujte jejich Taylorovými řadami a ty následně zintegrujte. V obou případech vyzkoušejte Taylorovy řady
Vzorové řešení domácího úkolu na 6. 1. 1. Integrály 1 1 x2 dx, ex2 dx spočítejte přibližně následují metodou - funkce, které integrujete aproximujte jejich Taylorovými řadami a ty následně zintegrujte.
VícePŘEDNÁŠKA 2 POSLOUPNOSTI
PŘEDNÁŠKA 2 POSLOUPNOSTI 2.1 Zobrazení 2 Definice 1. Uvažujme libovolné neprázdné množiny A, B. Zobrazení množiny A do množiny B je definováno jako množina F uspořádaných dvojic (x, y A B, kde ke každému
VíceČísla a číselné soustavy.
Čísla a číselné soustavy. Polyadické soustavy. Převody mezi soustavami. Reprezentace čísel. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz Katedra aplikované geoinformatiky a kartografie, Přírodovědecká fakulta UK.
Více1. Několik základních pojmů ze středoškolské matematiky. Na začátku si připomeneme následující pojmy:
Opakování středoškolské matematiky Slovo úvodem: Tato pomůcka je určena zejména těm studentům presenčního i kombinovaného studia na VŠFS, kteří na středních školách neprošli dostatečnou průpravou z matematiky
VíceZdroje chyb. Absolutní a relativní chyba. Absolutní chyba. Absolutní chyba přibližného čísla a se nazývá absolutní hodnota rozdílu přesného
Zdroje chyb. Absolutní a relativní chyba. Absolutní chyba Absolutní chyba přibližného čísla a se nazývá absolutní hodnota rozdílu přesného čísla A a přibližného čísla a = A a. Je třeba rozlišovat dva případy:
Více3. Reálná čísla. většinou racionálních čísel. V analytických úvahách, které praktickým výpočtům
RACIONÁLNÍ A IRACIONÁLNÍ ČÍSLA Význačnými množinami jsou číselné množiny K nejvýznamnějším patří množina reálných čísel, obsahující jako podmnožiny množiny přirozených, celých, racionálních a iracionálních
VíceCo je obsahem numerických metod?
Numerické metody Úvod Úvod Co je obsahem numerických metod? Numerické metody slouží k přibližnému výpočtu věcí, které se přesně vypočítat bud nedají vůbec, nebo by byl výpočet neúměrně pracný. Obsahem
VíceČíselné posloupnosti
Číselné posloupnosti Jiří Fišer KMA, PřF UP Olomouc ZS09 Jiří Fišer (KMA, PřF UP Olomouc) KMA MA2AA ZS09 1 / 43 Pojem posloupnosti Každé zobrazení N do R nazýváme číselná posloupnost. 1 a 1, 2 a 2, 3 a
VíceNumerická stabilita algoritmů
Numerická stabilita algoritmů Petr Tichý 9. října 2013 1 Numerická stabilita algoritmů Pravidla v konečné aritmetice Pro počítání v konečné aritmetice počítače platí určitá pravidla, která jsou důležitá
VíceInterpolace, ortogonální polynomy, Gaussova kvadratura
Interpolace, ortogonální polynomy, Gaussova kvadratura Petr Tichý 20. listopadu 2013 1 Úloha Lagrangeovy interpolace Dán omezený uzavřený interval [a, b] a v něm n + 1 různých bodů x 0, x 1,..., x n. Nechť
VíceÚvod do programování 7. hodina
Úvod do programování 7. hodina RNDr. Jan Lánský, Ph.D. Katedra informatiky a matematiky Fakulta ekonomických studií Vysoká škola finanční a správní 2015 Umíme z minulé hodiny Syntax Znaky Vlastní implementace
VícePosloupnosti a jejich limity
KMA/MAT Přednáška č. 7, Posloupnosti a jejich ity 5. listopadu 203 Motivační příklady Prozkoumejme, zatím laicky, následující posloupnosti: Posloupnost, 4, 9,..., n 2,... : Hodnoty rostou nade všechny
VíceZdrojem většiny příkladů je sbírka úloh 1. cvičení ( ) 2. cvičení ( )
Příklady řešené na cvičení LA II - LS 1/13 Zdrojem většiny příkladů je sbírka úloh http://kam.mff.cuni.cz/~sbirka/ 1. cvičení (..13) 1. Rozhodněte, které z následujících operací jsou skalárním součinem
VícePočítání s neúplnými čísly 1
Aproximace čísla A: Počítání s neúplnými čísly 1 A = a ± nebo A a, a + Aproximace čísla B: B = b ± β nebo B b β, b + β nebo a A a+ nebo b β B b + β Součet neúplných čísel odvození: a + b β A + B a+ + (b
VícePosloupnosti a jejich konvergence POSLOUPNOSTI
Posloupnosti a jejich konvergence Pojem konvergence je velmi důležitý pro nediskrétní matematiku. Je nezbytný všude, kde je potřeba aproximovat nějaké hodnoty, řešit rovnice přibližně, používat derivace,
VíceNechť je číselná posloupnost. Pro všechna položme. Posloupnost nazýváme posloupnost částečných součtů řady.
Číselné řady Definice (Posloupnost částečných součtů číselné řady). Nechť je číselná posloupnost. Pro všechna položme. Posloupnost nazýváme posloupnost částečných součtů řady. Definice (Součet číselné
VíceMatematická analýza ve Vesmíru. Jiří Bouchala
Matematická analýza ve Vesmíru Jiří Bouchala Katedra aplikované matematiky jiri.bouchala@vsb.cz www.am.vsb.cz/bouchala - p. 1/19 typu: m x (sin x, cos x) R(x, ax +...)dx. Matematická analýza ve Vesmíru.
Více5.3. Implicitní funkce a její derivace
Výklad Podívejme se na následující problém. Uvažujme množinu M bodů [x,y] R 2, které splňují rovnici F(x, y) = 0, M = {[x,y] D F F(x,y) = 0}, kde z = F(x,y) je nějaká funkce dvou proměnných. Je-li F(x,y)
Více1 Lineární prostory a podprostory
Lineární prostory a podprostory Přečtěte si: Učebnice AKLA, kapitola první, podkapitoly. až.4 včetně. Cvičení. Které z následujících množin jsou lineárními prostory s přirozenými definicemi operací?. C
VíceMatematika III. Miroslava Dubcová, Daniel Turzík, Drahoslava Janovská. Ústav matematiky
Matematika III Řady Miroslava Dubcová, Daniel Turzík, Drahoslava Janovská Ústav matematiky Přednášky ZS 202-203 Obsah Číselné řady. Součet nekonečné řady. Kritéria konvergence 2 Funkční řady. Bodová konvergence.
Více)(x 2 + 3x + 4),
3 IREDUCIBILNÍ ROZKLADY POLYNOMŮ V T [X] 3 Ireducibilní rozklady polynomů v T [x] - rozklady polynomů na ireducibilní (dále nerozložitelné) prvky v oboru integrity polynomů jedné neurčité x nad tělesem
VícePosloupnosti a jejich konvergence
a jejich konvergence Pojem konvergence je velmi důležitý pro nediskrétní matematiku. Je nezbytný všude, kde je potřeba aproximovat nějaké hodnoty, řešit rovnice přibližně, používat derivace, integrály.
Vícev aritmetické jednotce počíta
v aritmetické jednotce počíta tače (Opakování) Dvojková, osmičková a šestnáctková soustava () Osmičková nebo šestnáctková soustava se používá ke snadnému zápisu binárních čísel. 2 A 3 Doplněné nuly B Číslo
VíceDigitální učební materiál
Digitální učební materiál Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0548 Název školy: Gymnázium, Trutnov, Jiráskovo náměstí 325 Název materiálu: VY_32_INOVACE_143_IVT Autor: Ing. Pavel Bezděk Tematický okruh:
VíceJe založen na pojmu derivace funkce a její užití. Z předchozího studia je třeba si zopakovat a orientovat se v pojmech: funkce, D(f), g 2 : y =
0.1 Diferenciální počet Je částí infinitezimálního počtu, což je souhrnný název pro diferenciální a integrální počet. Je založen na pojmu derivace funkce a její užití. Z předchozího studia je třeba si
VícePřednáška 3: Limita a spojitost
3 / 1 / 17, 1:38 Přednáška 3: Limita a spojitost Limita funkce Nejdříve je potřeba upřesnit pojmy, které přesněji popisují (topologickou) strukturu množiny reálných čísel, a to zejména pojem okolí 31 Definice
Více1 Mnohočleny a algebraické rovnice
1 Mnohočleny a algebraické rovnice 1.1 Pojem mnohočlenu (polynomu) Připomeňme, že výrazům typu a 2 x 2 + a 1 x + a 0 říkáme kvadratický trojčlen, když a 2 0. Číslům a 0, a 1, a 2 říkáme koeficienty a písmenem
VíceSemestrální písemka BMA3 - termín varianta A13 vzorové řešení
Semestrální písemka BMA3 - termín 6.1.9 - varianta A13 vzorové řešení Každý příklad je hodnocen maximálně 18 body, z toho část a) 1 body a část b) body. Mezivýsledky při výpočtech zaokrouhlujte alespoň
VíceALGEBRA. Téma 5: Vektorové prostory
SLEZSKÁ UNIVERZITA V OPAVĚ Matematický ústav v Opavě Na Rybníčku 1, 746 01 Opava, tel. (553) 684 611 DENNÍ STUDIUM Téma 5: Vektorové prostory Základní pojmy Vektorový prostor nad polem P, reálný (komplexní)
VíceTeorie. Hinty. kunck6am
kytaristka@gmail.com www.natur.cuni.cz/ kunck6am 5. cvičení Teorie Definice. Necht funkce f je definována na neprázdném otevřeném intervalu I. Řekneme, že funkce F je primitivní funkce k f na I, jestliže
Vícepro každé i. Proto je takových čísel m právě N ai 1 +. k k p
KOMENTÁŘE ÚLOH 43. ROČNÍKU MO, KATEGORIE A 1. Přirozené číslo m > 1 nazveme k násobným dělitelem přirozeného čísla n, pokud platí rovnost n = m k q, kde q je celé číslo, které není násobkem čísla m. Určete,
VíceIV. Základní pojmy matematické analýzy IV.1. Rozšíření množiny reálných čísel
Matematická analýza IV. Základní pojmy matematické analýzy IV.1. Rozšíření množiny reálných čísel na množině R je definováno: velikost (absolutní hodnota), uspořádání, aritmetické operace; znázornění:
VíceMatematická analýza pro informatiky I. Limita funkce
Matematická analýza pro informatiky I. 5. přednáška Limita funkce Jan Tomeček tomecek@inf.upol.cz http://aix-slx.upol.cz/ tomecek/index Univerzita Palackého v Olomouci 18. března 2011 Jan Tomeček, tomecek@inf.upol.cz
VíceTeorie. Hinty. kunck6am
kytaristka@gmail.com www.natur.cuni.cz/ kunck6am 5. cvičení Teorie Definice. Necht funkce f je definována na neprázdném otevřeném intervalu I. Řekneme, že funkce F je primitivní funkce k f na I, jestliže
Vícef(c) = 0. cn pro f(c n ) > 0 b n pro f(c n ) < 0
KAPITOLA 5: Spojitost a derivace na intervalu [MA-8:P5] 5 Funkce spojité na intervalu Věta 5 o nulách spojité funkce: Je-li f spojitá na uzavřeném intervalu a, b a fa fb < 0, pak eistuje c a, b tak, že
VíceMaticí typu (m, n), kde m, n jsou přirozená čísla, se rozumí soubor mn veličin a jk zapsaných do m řádků a n sloupců tvaru:
3 Maticový počet 3.1 Zavedení pojmu matice Maticí typu (m, n, kde m, n jsou přirozená čísla, se rozumí soubor mn veličin a jk zapsaných do m řádků a n sloupců tvaru: a 11 a 12... a 1k... a 1n a 21 a 22...
VíceC2115 Praktický úvod do superpočítání
C2115 Praktický úvod do superpočítání IX. lekce Petr Kulhánek, Tomáš Bouchal kulhanek@chemi.muni.cz Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita, Kotlářská 2, CZ-61137
VícePosloupnosti a řady. 28. listopadu 2015
Posloupnosti a řady Přednáška 5 28. listopadu 205 Obsah Posloupnosti 2 Věty o limitách 3 Řady 4 Kritéria konvergence 5 Absolutní a relativní konvergence 6 Operace s řadami 7 Mocninné a Taylorovy řady Zdroj
Vícepouze u některých typů rovnic a v tomto textu se jím nebudeme až na
Matematika II 7.1. Zavedení diferenciálních rovnic Definice 7.1.1. Rovnice tvaru F(y (n), y (n 1),, y, y, x) = 0 se nazývá diferenciální rovnice n-tého řádu pro funkci y = y(x). Speciálně je F(y, y, x)
Vícea a
1.. Cíle V této kapitole se naučíme určovat zejména celočíselné kořeny některých polynomů. Výklad Při výpočtu hodnoty polynomu n k p( x) = ak x n-tého stupně n 1 v bodě x 0 C k = 0 musíme provést ( n 1)
VíceDoporučené příklady k Teorii množin, LS 2018/2019
Doporučené příklady k Teorii množin, LS 2018/2019 1. přednáška, 21. 2. 2019 1. Napište množina x je prázdná (přesněji množina x nemá žádné prvky ) formulí základního jazyka teorie množin. 2. Dokažte ((x
VíceHledání kořenů rovnic jedné reálné proměnné metoda půlení intervalů Michal Čihák 23. října 2012
Hledání kořenů rovnic jedné reálné proměnné metoda půlení intervalů Michal Čihák 23. října 2012 Problém hledání kořenů rovnice f(x) = 0 jeden ze základních problémů numerické matematiky zároveň i jeden
VíceÚlohy krajského kola kategorie A
62. ročník matematické olympiády Úlohy krajského kola kategorie A 1. Je dáno 21 různých celých čísel takových, že součet libovolných jedenácti z nich je větší než součet deseti ostatních čísel. a) Dokažte,
VíceMatematická analýza III.
1. - limita, spojitost Miroslav Hušek, Lucie Loukotová UJEP 2010 Úvod Co bychom měli znát limity posloupností v R základní vlastnosti funkcí jedné proměnné (definiční obor, monotónnost, omezenost,... )
Více1.1 Struktura programu v Pascalu Vstup a výstup Operátory a některé matematické funkce 5
Obsah Obsah 1 Programovací jazyk Pascal 1 1.1 Struktura programu v Pascalu.................... 1 2 Proměnné 2 2.1 Vstup a výstup............................ 3 3 Operátory a některé matematické funkce 5
VíceNumerické řešení nelineárních rovnic
Numerické řešení nelineárních rovnic Mirko Navara http://cmp.felk.cvut.cz/ navara/ Centrum strojového vnímání, katedra kybernetiky FEL ČVUT Karlovo náměstí, budova G, místnost 104a http://math.feld.cvut.cz/nemecek/nummet.html
VícePolynomy. Mgr. Veronika Švandová a Mgr. Zdeněk Kříž, Ph. D. 1.1 Teorie Zavedení polynomů Operace s polynomy...
Polynomy Obsah Mgr. Veronika Švandová a Mgr. Zdeněk Kříž, Ph. D. 1 Základní vlastnosti polynomů 2 1.1 Teorie........................................... 2 1.1.1 Zavedení polynomů................................
Více(ne)závislost. α 1 x 1 + α 2 x 2 + + α n x n. x + ( 1) x Vektoru y = ( 1) y říkáme opačný vektor k vektoru y. x x = 1. x = x = 0.
Lineární (ne)závislost [1] Odečítání vektorů, asociativita BI-LIN, zavislost, 3, P. Olšák [2] Místo, abychom psali zdlouhavě: x + ( 1) y, píšeme stručněji x y. Vektoru y = ( 1) y říkáme opačný vektor k
VícePomocný text. Polynomy
Pomocný text Polynomy Tato série bude o polynomech a to zejména o polynomech jedné proměnné (pokud nebude uvedeno explicitně, že jde o polynom více proměnných). Formálně je někdy polynom jedné proměnné
VícePříklad. Řešte v : takže rovnice v zadání má v tomto případě jedno řešení. Pro má rovnice tvar
Řešte v : má rovnice tvar takže rovnice v zadání má v tomto případě jedno řešení. Pro má rovnice tvar takže rovnice v zadání má v tomto případě opět jedno řešení. Sjednocením obou případů dostaneme úplné
VíceDosud jsme se zabývali pouze soustavami lineárních rovnic s reálnými koeficienty.
Kapitola 4 Tělesa Dosud jsme se zabývali pouze soustavami lineárních rovnic s reálnými koeficienty. Všechna čísla byla reálná, vektory měly reálné souřadnice, matice měly reálné prvky. Také řešení soustav
VíceMetody výpočtu limit funkcí a posloupností
Metody výpočtu limit funkcí a posloupností Martina Šimůnková, 6. listopadu 205 Učební tet k předmětu Matematická analýza pro studenty FP TUL Značení a terminologie R značí množinu reálných čísel, rozšířenou
Více7. Aplikace derivace
7. Aplikace derivace Verze 20. července 2017 Derivace funkce se využívá při řešení úloh technické praxe i teorie. Uvedeme několik z nich: vyčíslení hodnot funkce, výpočet limity, vyšetřování průběhu funkce
VíceÚvod do teorie měření. Eva Hejnová
Úvod do teorie měření Eva Hejnová Literatura: Novák, R. Úvod do teorie měření. Ústí nad Labem: UJEP, 2003 Sprušil, B., Zieleniecová, P.: Úvod do teorie fyzikálních měření. Praha: SPN, 1985 Brož, J. a kol.
VíceUrčete (v závislosti na parametru), zda daný integrál konverguje, respektive zda konverguje. dx = t 1/α 1 dt. sin x α dx =
. cvičení http://www.karlin.mff.cuni.cz/ kuncova/ kytaristka@gmail.com Teorie Věta 1 (Abelovo-Dirichletovo kritérium konveregnce Newtonova integrálu). Necht a R, b R a necht a < b. Necht f : [a, b) R je
VíceStruktura a architektura počítačů (BI-SAP) 6
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 6 doc. Ing. Hana Kubátová, CSc. Katedra číslicového návrhu Fakulta informačních technologii
VíceTo je samozřejmě základní pojem konvergence, ale v mnoha případech je příliš obecný a nestačí na dokazování některých užitečných tvrzení.
STEJNOMĚRNÁ KONVERGENCE Zatím nebylo v těchto textech věnováno příliš pozornosti konvergenci funkcí, at jako limita posloupnosti nebo součet řady. Jinak byla posloupnosti funkcí nebo řady brána jako. To
VíceNumerická matematika 1
Numerická matematika 1 Obsah 1 Řešení nelineárních rovnic 3 1.1 Metoda půlení intervalu....................... 3 1.2 Metoda jednoduché iterace..................... 4 1.3 Newtonova metoda..........................
Více[1] Definice 1: Polynom je komplexní funkce p : C C, pro kterou. pro všechna x C. Čísla a 0, a 1,..., a n nazýváme koeficienty polynomu.
Polynomy Polynom je možno definovat dvěma způsoby: jako reálnou nebo komplexní funkci, jejichž hodnoty jsou dány jistým vzorcem, jako ten vzorec samotný. [1] První způsob zavedení polynomu BI-LIN, polynomy,
VíceJednoduché cykly 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45.
Jednoduché cykly Tento oddíl obsahuje úlohy na první procvičení práce s cykly. Při řešení každé ze zde uvedených úloh stačí použít vedle podmíněných příkazů jen jediný cyklus. Nepotřebujeme používat ani
VícePodíl dvou čísel nazýváme číslo racionální, která vyjadřujeme ve tvaru zlomku.
5. Racionální čísla 5.1. Vymezení pojmu racionální číslo Dělením dvou celých čísel nemusí vyjít vždy číslo celé, např.: 6 : 3 = 2, ale podíl 2 : 3 není celé číslo. Vznikla tedy potřeba rozšíření celých
Více2. přednáška 8. října 2007
2. přednáška 8. října 2007 Konvergence v metrických prostorech. Posloupnost bodů (a n ) M v metrickém prostoru (M, d) konverguje (je konvergentní), když v M existuje takový bod a, že lim n d(a n, a) =
VíceOperace s maticemi. 19. února 2018
Operace s maticemi Přednáška druhá 19. února 2018 Obsah 1 Operace s maticemi 2 Hodnost matice (opakování) 3 Regulární matice 4 Inverzní matice 5 Determinant matice Matice Definice (Matice). Reálná matice
VíceKapitola 1. Úvod. 1.1 Značení. 1.2 Výroky - opakování. N... přirozená čísla (1, 2, 3,...). Q... racionální čísla ( p, kde p Z a q N) R...
Kapitola 1 Úvod 1.1 Značení N... přirozená čísla (1, 2, 3,...). Z... celá čísla ( 3, 2, 1, 0, 1, 2,...). Q... racionální čísla ( p, kde p Z a q N) q R... reálná čísla C... komplexní čísla 1.2 Výroky -
VíceJan Kotůlek. verze 3 ze dne 25. února 2011
Integrace racionálních lomených funkcí Jan Kotůlek (kombinované studium, první soustředění) verze 3 ze dne 5. února 0 Abstrakt Tento článek je koncipován jako rozšířený zápis průběhu prvního soustředění
VícePraha & EU: investujeme do vaší budoucnosti. Daniel Turzík, Miroslava Dubcová,
E-sbírka příkladů Seminář z matematiky Evropský sociální fond Praha & EU: investujeme do vaší budoucnosti Daniel Turzík, Miroslava Dubcová, Pavla Pavlíková Obsah 1 Úpravy výrazů................................................................
VíceMatematická analýza 1
Matematická analýza 1 ZS 2019-20 Miroslav Zelený 1. Logika, množiny a základní číselné obory 2. Limita posloupnosti 3. Limita a spojitost funkce 4. Elementární funkce 5. Derivace 6. Taylorův polynom Návod
VíceFunkce jedn e re aln e promˇ enn e Derivace Pˇredn aˇska ˇr ıjna 2015
Funkce jedné reálné proměnné Derivace Přednáška 2 15. října 2015 Obsah 1 Funkce 2 Limita a spojitost funkce 3 Derivace 4 Průběh funkce Informace Literatura v elektronické verzi (odkazy ze STAGu): 1 Lineární
VíceLimita posloupnosti a funkce
Limita posloupnosti a funkce Petr Hasil Přednáška z Matematické analýzy I c Petr Hasil (MUNI) Limita posloupnosti a funkce MA I (M1101) 1 / 90 Obsah 1 Posloupnosti reálných čísel Úvod Limita posloupnosti
VíceTexty k přednáškám z MMAN3: 4. Funkce a zobrazení v euklidovských prostorech
Texty k přednáškám z MMAN3: 4. Funkce a zobrazení v euklidovských prostorech 1. července 2008 1 Funkce v R n Definice 1 Necht n N a D R n. Reálnou funkcí v R n (reálnou funkcí n proměnných) rozumíme zobrazení
VíceInterpolace Uvažujme třídu funkcí jedné proměnné ψ(x; a 0,..., a n ), kde a 0,..., a n jsou parametry, které popisují jednotlivé funkce této třídy. Mějme dány body x 0, x 1,..., x n, x i x k, i, k = 0,
Více19 Hilbertovy prostory
M. Rokyta, MFF UK: Aplikovaná matematika III kap. 19: Hilbertovy prostory 34 19 Hilbertovy prostory 19.1 Úvod, základní pojmy Poznámka (připomenutí). Necht (X,(, )) je vektorový prostor se skalárním součinem
VíceDatové typy a jejich reprezentace v počítači.
Datové typy a jejich reprezentace v počítači. Celá čísla. Reálná čísla. Semilogaritmický tvar. Komplexní čísla. Řetězce. Tomáš Bayer bayertom@natur.cuni.cz Katedra aplikované geoinformatiky a kartografie,
VíceVektorové podprostory, lineární nezávislost, báze, dimenze a souřadnice
Vektorové podprostory, lineární nezávislost, báze, dimenze a souřadnice Vektorové podprostory K množina reálných nebo komplexních čísel, U vektorový prostor nad K. Lineární kombinace vektorů u 1, u 2,...,u
VíceMichal Fusek. 10. přednáška z AMA1. Ústav matematiky FEKT VUT, Michal Fusek 1 / 62
Nekonečné řady Michal Fusek Ústav matematiky FEKT VUT, fusekmi@feec.vutbr.cz 0. přednáška z AMA Michal Fusek (fusekmi@feec.vutbr.cz) / 62 Obsah Nekonečné číselné řady a určování jejich součtů 2 Kritéria
VíceALGEBRA. 1. Pomocí Eukleidova algoritmu najděte největší společný dělitel čísel a a b. a) a = 204, b = 54, b) a = , b =
ALGEBRA 1 Úkol na 13. 11. 2018 1. Pomocí Eukleidova algoritmu najděte největší společný dělitel čísel a a b. a) a = 204, b = 54, b) a = 353 623, b = 244 571. 2. Připomeňte si, že pro ε = cos 2π 3 + i sin
VíceLimita funkce. FIT ČVUT v Praze. (FIT) Limita funkce 3.týden 1 / 39
Limita funkce FIT ČVUT v Praze 3.týden (FIT) Limita funkce 3.týden 1 / 39 Definice funkce. Zobrazení (f, D f ), jehož definiční obor D f i obor hodnot H f je podmnožinou množiny reálných čísel, se nazývá
VíceLimita a spojitost LDF MENDELU
Limita a spojitost Základy vyšší matematiky LDF MENDELU Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na discipĺıny společného základu
VíceAplikovaná numerická matematika - ANM
Aplikovaná numerická matematika - ANM 3 Řešení soustav lineárních rovnic iterační metody doc Ing Róbert Lórencz, CSc České vysoké učení technické v Praze Fakulta informačních technologií Katedra počítačových
VíceLimita a spojitost funkce
Limita a spojitost funkce Základ všší matematik Dana Říhová Mendelu Brno Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakult MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na disciplin společného základu
VíceLimita a spojitost funkce a zobrazení jedné reálné proměnné
Přednáška 4 Limita a spojitost funkce a zobrazení jedné reálné proměnné V několika následujících přednáškách budeme studovat zobrazení jedné reálné proměnné f : X Y, kde X R a Y R k. Protože pro každé
VíceZimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014
Cvičení k předmětu BI-ZMA Tomáš Kalvoda Katedra aplikované matematiky FIT ČVUT Matěj Tušek Katedra matematiky FJFI ČVUT Obsah Cvičení Zimní semestr akademického roku 2014/2015 2. prosince 2014 Předmluva
VíceMATICE. a 11 a 12 a 1n a 21 a 22 a 2n A = = [a ij]
MATICE Matice typu m/n nad tělesem T je soubor m n prvků z tělesa T uspořádaných do m řádků a n sloupců: a 11 a 12 a 1n a 21 a 22 a 2n A = = [a ij] a m1 a m2 a mn Prvek a i,j je prvek matice A na místě
VíceÚvod do teorie měření. Eva Hejnová
Úvod do teorie měření Eva Hejnová Literatura: Novák, R. Úvod do teorie měření. Ústí nad Labem: UJEP, 2003 Sprušil, B., Zieleniecová, P.: Úvod do teorie fyzikálních měření. Praha: SPN, 1985 Brož, J. a kol.
VíceÚvod do teorie měření. Eva Hejnová
Úvod do teorie měření Eva Hejnová Program semináře 1. Základní pojmy - metody měření, druhy chyb, počítání s neúplnými čísly, zaokrouhlování 2. Chyby přímých měření - aritmetický průměr a směrodatná odchylka,
Více