Přibližné řešení algebraických rovnic

Podobné dokumenty
4 všechny koeficienty jsou záporné, nedochází k žádné změně. Rovnice tedy záporné reálné kořeny nemá.

Algebraické rovnice. Obsah. Aplikovaná matematika I. Ohraničenost kořenů a jejich. Aproximace kořenů metodou půlení intervalu.

Při výpočtu obsahu takto omezených rovinných oblastí mohou nastat následující základní případy : , osou x a přímkami. spojitá na intervalu

f k nazýváme funkční řadou v M.

Komplexní čísla. Pojem komplexní číslo zavedeme při řešení rovnice: x = 0

Integrální počet - II. část (určitý integrál a jeho aplikace)

LINEÁRNÍ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE 2.ŘÁDU

6. a 7. března Úloha 1.1. Vypočtěte obsah obrazce ohraničeného parabolou y = 1 x 2 a osou x.

Jak již bylo uvedeno v předcházející kapitole, můžeme při výpočtu určitých integrálů ze složitějších funkcí postupovat v zásadě dvěma způsoby:

3.4.9 Konstrukce čtyřúhelníků

Integrální počet - III. část (určitý vlastní integrál)

Diferenciální počet. Spojitost funkce

8.2.6 Geometrická posloupnost

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2018/2019

+ c. n x ( ) ( ) f x dx ln f x c ) a. x x. dx = cotgx + c. A x. A x A arctgx + A x A c

Příklad. Řešte v : takže rovnice v zadání má v tomto případě jedno řešení. Pro má rovnice tvar

Integrální počet - IV. část (aplikace na určitý vlastní integrál, nevlastní integrál)

f (k) (x 0 ) (x x 0 ) k, x (x 0 r, x 0 + r). k! f(x) = k=1 Řada se nazývá Taylorovou řadou funkce f v bodě x 0. Přehled některých Taylorových řad.

x + F F x F (x, f(x)).

Úlohy domácího kola kategorie B

( 5 ) 6 ( ) 6 ( ) Přijímací řízení ak. r. 2010/11 Kompletní znění testových otázek - matematický přehled

Spojitost funkce v bodě, spojitost funkce v intervalu

y = ax+b x x x... x x y i i

II. 5. Aplikace integrálního počtu

POLYNOM. 1) Základní pojmy. Polynomem stupně n nazveme funkci tvaru. a se nazývají koeficienty polynomu. 0, n N. Čísla. kde

4. Opakované pokusy a Bernoulliho schema

VIII. Primitivní funkce a Riemannův integrál

GEOMETRIC PROGRAMMING IN EVALUATING OF EXPERIMENTAL DATA GEOMETRICKÉ PROGRAMOVÁNÍ PŘI VYHODNOCOVÁNÍ EXPERIMENTÁLNĚ STANOVENÝCH DAT

Větu o spojitosti a jejich užití

Příklad 22 : Kapacita a rozložení intenzity elektrického pole v deskovém kondenzátoru s jednoduchým dielektrikem

2.1 - ( ) ( ) (020201) [ ] [ ]

R n výběr reprezentantů. Řekneme, že funkce f je Riemannovsky integrovatelná na

( s) ( ) ( ) ( ) Stabilizace systému pomocí PID regulátoru. Řešený příklad: Zadání: Uvažujme řízený systém daný přenosovou funkcí

3. Kvadratické rovnice

3.4.8 Konstrukce trojúhelníků IV

Digitální učební materiál

Petr Hasil. Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF)

Nové symboly pro čísla

2.2.9 Grafické řešení rovnic a nerovnic

Matematika II: Testy

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) Určitý integrál ZVMT lesnictví 1 / 26

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela syntéza a návrh elektronických obvodů

P. Rozhodni, zda bod P leží uvnitř, vně nebo na kružnici k. Pokud existují, najdi tečny kružnice procházející bodem P.

Vzdálenost rovin

Výpočet obsahu rovinného obrazce

Lineární nerovnice a jejich soustavy

7 KONVOLUCE, KORELACE A AUTOKORELACE 1. 7 Konvoluce a Fourierova transformace konvoluce. Korelace, autokorelace

Souhrn základních výpočetních postupů v Excelu probíraných v AVT listopad r r. . b = A

Obecně: K dané funkci f hledáme funkci ϕ z dané množiny funkcí M, pro kterou v daných bodech x 0 < x 1 <... < x n. (δ ij... Kroneckerovo delta) (4)

3 Algebraické výrazy. 3.1 Mnohočleny Mnohočleny jsou zvláštním případem výrazů. Mnohočlen (polynom) proměnné je výraz tvaru

Komplexní čísla tedy násobíme jako dvojčleny s tím, že použijeme vztah i 2 = 1. = (a 1 + ia 2 )(b 1 ib 2 ) b b2 2.

Integrály definované za těchto předpokladů nazýváme vlastní integrály.

( ) ( ) ( ) Exponenciální rovnice Řeš v R rovnici: = ŘEŠENÍ: Postup z předešlého výpočtu doplníme využitím dalšího vztahu: ( ) t s t

Univerzita Karlova v Praze Pedagogická fakulta

Jsou to rovnice, které obsahují neznámou nebo výraz s neznámou jako argument logaritmické funkce.

ANALYTICKÁ GEOMETRIE V PROSTORU

ŘEŠENÍ NELINEÁRNÍCH ROVNIC

Hyperbola a přímka

Hyperbola, jejíž střed S je totožný s počátkem soustavy souřadnic a jejíž hlavní osa je totožná

(1) přičemž všechny veličiny uvažujeme absolutně. Její úpravou získáme vztah + =, (2) Přímé zvětšení Z je dáno vztahem Z = =, a a

Analýza a zpracování signálů. 5. Z-transformace

Vzdálenosti přímek

8. Elementární funkce

ŘEŠENÍ NELINEÁRNÍCH ROVNIC

Vzdálenosti přímek

KOMPLEXNÍ ČÍSLA. Algebraický tvar komplexního čísla

Správné řešení písemné zkoušky z matematiky- varianta A Přijímací řízení do NMgr. studia učitelských oborů 2010

8.2.7 Vzorce pro geometrickou posloupnost

VIII. Primitivní funkce a Riemannův integrál

FUNKCE, ZÁKLADNÍ POJMY - CVIČENÍ

4. přednáška 22. října Úplné metrické prostory. Metrický prostor (M, d) je úplný, když každá cauchyovská posloupnost bodů v M konverguje.

Polynomy. Mgr. Veronika Švandová a Mgr. Zdeněk Kříž, Ph. D. 1.1 Teorie Zavedení polynomů Operace s polynomy...

Koš Znění otázky Odpověď a) Odpověď b) Odpověď c) Odpověď d) Správná odpověď 1. 1 Které číslo doplníte místo otazníku? ?

Digitální učební materiál

{ } ( ) ( ) Vztahy mezi kořeny a koeficienty kvadratické rovnice. Předpoklady: 2301, 2508, 2507

4. Spline, Bézier, Coons

Monotonie a lokální extrémy. Konvexnost, konkávnost a inflexní body. 266 I. Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

SMR 1. Pavel Padevět

Mocnost bodu ke kružnici

KVADRATICKÁ FUNKCE (vlastnosti, grafy)

Mocnost bodu ke kružnici

ANOVA. Analýza rozptylu při jednoduchém třídění. Jana Vránová, 3.lékařská fakulta UK, Praha

Statika soustavy těles v rovině

Opakování ke státní maturitě didaktické testy

4.4.1 Sinová věta. Předpoklady: Trigonometrie: řešení úloh o trojúhelnících.

7.3.9 Směrnicový tvar rovnice přímky

10 Určitý integrál Riemannův integrál. Definice. Konečnou posloupnost {x j } n j=0 nazýváme dělením intervalu [a,b], jestliže platí

MATEMATIKA 1 4 A B C D. didaktický test. Zadání neotvírejte, počkejte na pokyn! MA1ACZMZ07DT. Pokyny pro vyplňování záznamového archu

Obsah rovinného obrazce

3. ROVNICE A NEROVNICE Lineární rovnice Kvadratické rovnice Rovnice s absolutní hodnotou Iracionální rovnice 90

SLOŽENÁ NAMÁHÁNÍ SLOŽENÁ NAMÁHÁNÍ

ZÁKLADNÍ POZNATKY. p, kde ČÍSELNÉ MNOŽINY (OBORY) N... množina všech přirozených čísel: 1, 2, 3,, n,

URČITÝ INTEGRÁL FUNKCE

2.8.5 Lineární nerovnice s parametrem

1. Úvod do základních pojmů teorie pravděpodobnosti

1.1 Numerické integrování

POUŽITÍ PRINCIPU VIRTUÁLNÍCH PRACÍ PRO VÝPOČET PŘETVOŘENÍ

1 Mnohočleny a algebraické rovnice

Stručný přehled učiva

4EK213 LINEÁRNÍ MODELY

Transkript:

Přblžné řešení lgebrcých rovnc Algebrcou rovncí stupně n nzýváme rovnc =, tj n n x x x =, de n N, x C, oefcenty P n,,, n R, Budeme prcovt s tzv normovou lgebrcou rovncí ( = ) n n x x x = Řešením (ořenem) lgebrcé rovnce P n = je ždé číslo c, teré je ořenem polynomu P n Algebrcá rovnce stupně n tedy má právě n ořenů Možnost přblžného řešení : Grfcy Numercy Grfcé řešení Grfcy můžeme určt přblžnou hodnotu reálných ořenů Kořeny rovnce P n = jsou vlstně průsečíy grfu s osou x Nreslt grf funce P n vš může být prcné Proto obvyle uprvíme rovnc n tvr f = g( x) t, bychom doázl nreslt dv jednodušší grfy y = f y = g Reálné ořeny rovnce P n = jsou potom rovny x- ovým souřdncím průsečíů těchto řve Příld: Řešte grfcy rovnc x x x = Řešení: Rovnc můžeme uprvt npříld tto: x = x x Grfem funce n levé strě rovnce je ubcá prbol, grfem vdrtcé funce n prvé strě rovnce je posunutá prbol, jejíž vrchol s určíme y = x x y = ( x ) y = ( x ), jde tedy o prbolu s vrcholem v bodě [,] rovnoběžnou s osou y Ob grfy co nejpřesněj nreslíme osou y x

Hledáme, pro já x jsou s funce rovny, tedy x-ové souřdnce průsečíů V tomto přípdě je jeden změřením hodnoty v grfu bychom ptrně zísl x =&, (Pro nformc: výpočtem x =, 768 ) Poznám: Tuto metodu můžeme použít nejen pro lgebrcé rovnce Příld: Určete přblžné řešení rovnce ln( x ) x x = Řešení: Rovnc uprvíme převedením něterých členů n prvou stru Jedným rtérem je, bychom doázl nreslt příslušné grfy V nší úloze bude nejvhodnější úprv rovnce n tvr : ln( x ) = x x Budeme tedy hledt průsečí logrtmcé řvy s prbolou Nejdříve vypočteme vrchol prboly, terá je grfem funce y = x x ( y = x x ) y = [( x ) ] y = ( x ) V=[,] y x Po nreslení grfů bychom ptrně nměřl výslede x =&, Př užtí početních metod by se x =&, Numercé řešení Nejdříve zísáme nformce o ořenech rovnce, potom určíme ntervly co nejmenší dély, ve terých ořeny leží n závěr určíme přblžnou hodnotu ořene s poždovou přesností pomocí něteré z proxmčních metod ) Ohrčení ořenů určení jejch počtu Pro všechny ořeny x normové lgebrcé rovnce P n = pltí x < A, de A = mx{,, }, n Reálné ořeny tedy leží v ntervlu ( ( ), A) = ( A, A ) A

Příld: Pro rovnc x x x 7x = je mx{,, 7, } = 7 Proto x < 7, tedy ořeny x leží v ntervlu ( 8,8) Algebrcá rovnce stupně n má právě n ořenů, přčemž lgebrcá rovnce lchého stupně má lespoň reálný ořen Můžeme odhdnout počet ldných přípdně záporných reálných ořenů (Descrtov vět): Počet ldných reálných ořenů (počítých s jejch násobností) rovnce P n = je roven počtu znménových změn v posloupnost oefcentů číslo menší,,, nebo o sudé Počet záporných reálných ořenů dosteme, dyž místo polynomu P n budeme uvžovt polynom ( x) V obou přípdech vynecháme nulové oefcenty P n Příld: Odhdněte počet reálných ořenů rovnce x x x x = Řešení: Rovnce má celem ořenů (včetně omplexních) Počet ldných reálných ořenů určíme n záldě znménových změn v posloupnost oefcentů polynomu P : Nenulové oefcenty jsou,,,, Dochází e dvěm znménovým změnám (mez druhým třetím, třetím čtvrtým oefcentem) Rovnce má tedy ldné reálné ořeny nebo nemá ldný ořen Počet záporných reálných ořenů určíme n záldě znménových změn v posloupnost oefcentů pomocného polynomu P( x) = ( x) ( x) ( x) ( x) = x x x x Nenulové oefcenty jsou,,,, Dochází e třem znménovým změnám (mez prvním druhým, třetím čtvrtým, čtvrtým pátým oefcentem) Rovnce má tedy záporné reálné ořeny nebo jeden záporný ořen Poznám: V přípdě, že by u nějé rovnce znménových změn bylo npř 6, znmenlo by to, že příslušných ořenů bude 6 nebo nebo nebo žádný V přípdě, že by znménová změn byl jen, znmenlo by to, že rovnce má právě jeden reálný (ldný nebo záporný) ořen Zbývjící ořeny do počtu n jsou p omplexní

) Seprce ořenů Seprcí ořenů rozumíme nlezení tových ntervlů, v nchž leží právě ořen Využjeme Bolzovu větu, terou známe z dferencálního počtu: Je-l P( ) P( <, exstuje lespoň jeden bod c (, tový, že P n ( c) = Tedy mjí-l hodnoty polynomu v rjních bodech ntervlu opčná znmén, leží v ntervlu lchý počet ořenů Poud P( ) P( >, potom leží v ntervlu sudý počet ořenů nebo zde neleží žádný Budeme tedy hledt ntervl, v jehož rjních bodech mjí hodnoty polynomu P opčná znmén Postupujeme t, že ntervl, ve terém leží reálné ořeny rovnce, rozdělíme n menší podntervly počítáme hodnoty P v dělících bodech Příld: Proveďte seprc ořenů rovnce x x x = A Řešení: = mx {,, } =, proto ntervl, ve terém ořeny leží, je ( 6, 6) Rovnce bude mít nebo žádný ldný reálný ořen právě jeden záporný reálný Vzhledem velost ntervlu můžeme zvolt dělení n podntervly dély Po nlezení ntervlu, ve terém leží ořen, můžeme přípdně dělení zjemnt Budeme tedy počítt hodnoty polynomu P = x x x v jednotlvých bodech, bychom zjstl, de přechází z ldných hodnot do záporných nebo nop Pro výpočet funční hodnoty je výhodné použít Hornerovo schém sgn P x ) 6 7 7 8 6 6 - - - 7 - ( Kořeny tedy leží v ntervlu (, ), (,) (,) Chceme-l ntervl dély jedn, dopočítáme npř pro ntervl (, ) hodnotu v bodě, P ( ) = 7 zjstíme, že jedný záporný ořen rovnce leží v ntervlu (, ) Dá rovnce má tedy reálné ořeny, teré leží v ntervlech (, ), (,) (,)

Poznám: Nechcete-l pro výpočet hodnot polynomu použít Hornerovo schém, le vypočítáte s je n lulčce, je vhodné s přehledně poznčt výsledy npř do tbuly 6 6 sgn P x ) ( Odtud je vdět, že se znméno změnlo v ntervlech (, ), (,) (,) Aproxmce ořenů Hodnotu ořene, terý leží v onrétním ntervlu, můžeme vypočítt s potřebnou přesností pomocí něteré z proxmčních metod Nejjednodušší z nch je metod půlení ntervlu Postup: Intervl, b, b, ve terém leží právě jeden ořen rozpůlíme Vybereme ten z ntervlů, v jehož rjních bodech má polynom opčná znmén Vybrý ntervl rozpůlíme stejným způsobem porčujeme dál Je-l, b poslední zísý ntervl, má hledý ořen hodnotu b x=& Postup opujeme, doud chyb proxmce není menší než poždová mxmální chyb výpočtu Chyb proxmce je přtom v ždém rou rovn mxmálně polovně dély b ntervlu, tedy je menší než Příld: Vypočtěte ořen rovnce x x =, terý leží v ntervlu (, ), s přesností lespoň (tj s chybou menší než), Řešení: Výpočet budeme pro přehlednost zpsovt do tbuly: b b sgn P ( ) x = P ( x ) sgn P ( b ) b,,87,,,,7,,,,7,,,87,,76,6,87,6,,6, <, Protože v posledním rou je chyb menší než,, uončíme výpočet Kořenem je tedy číslo x =&, 6 Pro přesnou hodnotu ořene pltí (,87;,) x, nebo té x =,6±,