metoda Regula Falsi 23. října 2012

Podobné dokumenty
Hledání kořenů rovnic jedné reálné proměnné metoda sečen Michal Čihák 23. října 2012

Newtonova metoda. 23. října 2012

Hledání kořenů rovnic jedné reálné proměnné metoda půlení intervalů Michal Čihák 23. října 2012

Numerické řešení rovnice f(x) = 0

Nelineární rovnice. Numerické metody 6. května FJFI ČVUT v Praze

METODA PŮLENÍ INTERVALU (METODA BISEKCE) METODA PROSTÉ ITERACE NEWTONOVA METODA

DRN: Kořeny funkce numericky

Numerická matematika 1

Funkce jedné reálné proměnné. lineární kvadratická racionální exponenciální logaritmická s absolutní hodnotou

Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University in Prague

MATLAB a numerické metody

Numerické metody a programování. Lekce 7

Důvodů proč se zabývat numerickou matematikou je více. Ze základní školy si odnášíme znalost, že číslo

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

A 9. Počítejte v radiánech, ne ve stupních!

Lineární funkcí se nazývá každá funkce, která je daná rovnicí y = ax + b, kde a, b jsou reálná čísla.

Řešení nelineárních rovnic

Příklad 1 ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 6

Variace. Kvadratická funkce

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Metody pro výpočet kořenů polynomů

Průběh funkce 1. Průběh funkce. Při vyšetření grafu funkce budeme postupovat podle následujícího algoritmu:

Numerické řešení nelineárních rovnic

Funkce. Limita a spojitost

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

4. Určete definiční obor elementární funkce g, jestliže g je definována předpisem

Základy matematické analýzy

Funkce - pro třídu 1EB

Břetislav Fajmon, UMAT FEKT, VUT Brno. Poznámka 1.1. A) první část hodiny (cca 50 minut): představení všech tří metod při řešení jednoho příkladu.

Integrální počet funkcí jedné proměnné

Numerické řešení nelineárních rovnic

VY_32_INOVACE_M-Ar 8.,9.20 Lineární funkce graf, definiční obor a obor hodnot funkce

Numerická matematika Banka řešených příkladů

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

M - Kvadratická funkce

Definice globální minimum (absolutní minimum) v bodě A D f, jestliže X D f

Kvadratickou funkcí se nazývá každá funkce, která je daná rovnicí. Definičním oborem kvadratické funkce je množina reálných čísel.

Soustavy nelineárních rovnic pomocí systému Maple. Newtonova metoda.

Logaritmus, logaritmická funkce, log. Rovnice a nerovnice. 3 d) je roven číslu: c) -1 d) 0 e) 3 c) je roven číslu: b) -1 c) 0 d) 1 e)

Semestrální písemka BMA3 - termín varianta A13 vzorové řešení

f(x) = arccotg x 2 x lim f(x). Určete všechny asymptoty grafu x 2 2 =

y = 2x2 + 10xy + 5. (a) = 7. y Úloha 2.: Určete rovnici tečné roviny a normály ke grafu funkce f = f(x, y) v bodě (a, f(a)). f(x, y) = x, a = (1, 1).

Lineární funkce, rovnice a nerovnice

Matematika I, část I. Rovnici (1) nazýváme vektorovou rovnicí roviny ABC. Rovina ABC prochází bodem A a říkáme, že má zaměření u, v. X=A+r.u+s.

Pedagogická poznámka: Celý obsah se za hodinu stihnout nedá. z ] leží na kulové ploše, právě když platí = r. Dosadíme vzorec pro vzdálenost:

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Numerické metody jednorozměrné minimalizace

Zavedeme-li souřadnicový systém {0, x, y, z}, pak můžeme křivku definovat pomocí vektorové funkce.

Mocninná funkce: Příklad 1

2.7.6 Rovnice vyšších řádů (separace kořenů)

Funkce pro učební obory

Lineární funkce IV

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Libovolnou z probraných metod najděte s přesností na 3 desetinná místa kladný kořen rovnice. sin x + x 2 2 = 0.

Parametrická rovnice přímky v rovině

Diferenciální počet 1 1. f(x) = ln arcsin 1 + x 1 x. 1 x 1 a x 1 0. f(x) = (cos x) cosh x + 3x. x 0 je derivace funkce f(x) v bodě x0.

5. Lokální, vázané a globální extrémy

Nerovnice v součinovém tvaru, kvadratické nerovnice

VYBRANÉ PARTIE Z NUMERICKÉ MATEMATIKY

MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ NELINEÁRNÍCH ROVNIC

Poznámka: V kurzu rovnice ostatní podrobně probíráme polynomické rovnice a jejich řešení.

Iterační metody řešení soustav lineárních rovnic. 27. prosince 2011

1 Topologie roviny a prostoru

Funkce. Logaritmická funkce. Mgr. Tomáš Pavlica, Ph.D. Digitální učební materiály, Gymnázium Uherské Hradiště

1a. Metoda půlení intervalů (metoda bisekce, Bisection method) Tato metoda vychází z vlastnosti mezihodnoty pro spojité funkce.

Mateřská škola a Základní škola při dětské léčebně, Křetín 12

Funkce dvou a více proměnných

IX. Vyšetřování průběhu funkce

Numerické řešení diferenciálních rovnic

Zlín, 23. října 2011

f(c) = 0. cn pro f(c n ) > 0 b n pro f(c n ) < 0

Typy příkladů na písemnou část zkoušky 2NU a vzorová řešení (doc. Martišek 2017)

ANALYTICKÁ GEOMETRIE HYPERBOLY

Matematika 3. Sbírka příkladů z numerických metod. RNDr. Michal Novák, Ph.D. ÚSTAV MATEMATIKY

f( x) x x 4.3. Asymptoty funkce Definice lim f( x) =, lim f( x) =, Jestliže nastane alespoň jeden z případů

ŘEŠENÍ NELINEÁRNÍCH ROVNIC

VZÁJEMNÁ POLOHA DVOU PŘÍMEK V ROVINĚ

Obecná rovnice kvadratické funkce : y = ax 2 + bx + c Pokud není uvedeno jinak, tak definičním oborem řešených funkcí je množina reálných čísel.

VZÁJEMNÁ POLOHA DVOU PŘÍMEK

Metodické pokyny k pracovnímu listu č Rostoucí a klesající funkce

( ) ( ) Logaritmické nerovnice II. Předpoklady: 2924

ŘEŠENÍ NELINEÁRNÍCH ROVNIC

7.1 Extrémy a monotonie

Hledáme lokální extrémy funkce vzhledem k množině, která je popsána jednou či několika rovnicemi, vazebními podmínkami. Pokud jsou podmínky

Funkce, které jsme až dosud probírali, se souhrnně nazývají elementární funkce. Elementární snad proto, že jsou takové hladké, žádný nečekaný zlom.

Příklad 1. Řešení 1a. Řešení 1b ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1B ČÁST 5

Test M1-ZS12-2 M1-ZS12-2/1. Příklad 1 Najděte tečnu grafu funkce f x 2 x 6 3 x 2, která je kolmá na přímku p :2x y 3 0.

{ } Ox ( 0) 4.2. Konvexnost, konkávnost, inflexe. Definice Obr. 52. Poznámka. nad tečnou

Příklady k analytické geometrii kružnice a vzájemná poloha kružnice a přímky

Matematika pro informatiku 4

Funkce a lineární funkce pro studijní obory

Občas se používá značení f x (x 0, y 0 ), resp. f y (x 0, y 0 ). Parciální derivace f. rovnoběžného s osou y a z:

Moderní numerické metody

Funkce pro studijní obory

Diferenciál funkce dvou proměnných. Má-li funkce f = f(x, y) spojité parciální derivace v bodě a, pak lineární formu (funkci)

Extrémy funkce dvou proměnných

Využití programu MS Excel při výuce vlastností kvadratické funkce

MO-ME-N-T MOderní MEtody s Novými Technologiemi

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015

i=1 Přímka a úsečka. Body, které leží na přímce procházející body a a b můžeme zapsat pomocí parametrické rovnice

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Numerické řešení nelineárních rovnic

Transkript:

Hledání kořenů rovnic jedné reálné proměnné metoda Regula Falsi Michal Čihák 23. října 2012

Metoda Regula Falsi hybridní metoda je kombinací metody sečen a metody půlení intervalů předpokladem je (podobně jako u metody půlení intervalů), že funkce f(x) je na intervalu a, b spojitá a f(a) a f(b) mají rozdílná znaménka tato metoda vždy nalezne s předem danou přesností interval, ve kterém leží kořen rovnice f(x) = 0

Metoda Regula Falsi hybridní metoda je kombinací metody sečen a metody půlení intervalů předpokladem je (podobně jako u metody půlení intervalů), že funkce f(x) je na intervalu a, b spojitá a f(a) a f(b) mají rozdílná znaménka tato metoda vždy nalezne s předem danou přesností interval, ve kterém leží kořen rovnice f(x) = 0

Metoda Regula Falsi hybridní metoda je kombinací metody sečen a metody půlení intervalů předpokladem je (podobně jako u metody půlení intervalů), že funkce f(x) je na intervalu a, b spojitá a f(a) a f(b) mají rozdílná znaménka tato metoda vždy nalezne s předem danou přesností interval, ve kterém leží kořen rovnice f(x) = 0

Algoritmus metody Regula Falsi Na začátku položíme a 1 = a, b 1 = b. Rovnice sečny grafu funkce f v bodech [a 1, f(a 1 )] a [b 1, f(b 1 )] je y = f(a 1 ) + f(b 1) f(a 1 ) b 1 a 1 (x a 1 ).

Algoritmus metody Regula Falsi Hodnota p 2 (další iterace) se určí jako průsečík sečny s osou x soustavy souřadnic (stejně jako u metody sečen): p 2 = a 1 f(a 1)(b 1 a 1 ) f(b 1 ) f(a 1 ).

Algoritmus metody Regula Falsi Pokud je f(p 2 ) = 0, pak je p 2 hledaným kořenem rovnice.

Algoritmus metody Regula Falsi V opačném případě má f(p 2 ) stejné znaménko buď jako f(a 1 ), nebo jako f(b 1 ).

Algoritmus metody Regula Falsi Pokud má f(p 2 ) stejné znaménko jako f(a 1 ), pak hledaný kořen rovnice leží v intervalu p 2, b 1 a položíme a 2 = p 2, b 2 = b 1.

Algoritmus metody Regula Falsi Pokud má f(p 2 ) stejné znaménko jako f(b 1 ), pak hledaný kořen rovnice leží v intervalu a 1, p 2 a položíme a 2 = a 1, b 2 = p 2

Algoritmus metody Regula Falsi Nyní opakujeme stejný proces na interval a 2, b 2, poté na interval a 3, b 3, atd.

Algoritmus metody Regula Falsi Každý nově vzniklý interval obsahuje hledaný kořen (podobně jako u metody půlení intervalu.

Algoritmus metody Regula Falsi shrnutí Interval a n+1, b n+1, kde n > 0, obsahující kořen rovnice f(x) = 0 získáme z intervalu a n, b n obsahujícího kořen rovnice tak, že nejprve vypočteme p n+1 = a n f(a n)(b n a n ) f(b n ) f(a n ) a poté položíme a n+1 = a n a b n+1 = p n+1, pokud je f(a n ) f(p n+1 ) < 0, nebo a n+1 = p n+1 a b n+1 = b n, pokud je f(a n ) f(p n+1 ) > 0.

Metoda Regula Falsi Existují 3 základní kritéria pro ukončení algoritmu metody Regula Falsi: 1. některé p n+1 je přímo kořenem rovnice f(p n+1 ) = 0 2. hodnota p n+1 p n klesne pod předem danou toleranci T OL 3. počet iterací algoritmu překročí předem danou mez N 0

Metoda Regula Falsi Existují 3 základní kritéria pro ukončení algoritmu metody Regula Falsi: 1. některé p n+1 je přímo kořenem rovnice f(p n+1 ) = 0 2. hodnota p n+1 p n klesne pod předem danou toleranci T OL 3. počet iterací algoritmu překročí předem danou mez N 0

Metoda Regula Falsi Existují 3 základní kritéria pro ukončení algoritmu metody Regula Falsi: 1. některé p n+1 je přímo kořenem rovnice f(p n+1 ) = 0 2. hodnota p n+1 p n klesne pod předem danou toleranci T OL 3. počet iterací algoritmu překročí předem danou mez N 0

Příklad Zadání: Najděte kořen rovnice x 3 + 4x 2 10 = 0 v intervalu 1, 2 s tolerancí 0,0005.

Příklad Zadání: Najděte kořen rovnice x 3 + 4x 2 10 = 0 v intervalu 1, 2 s tolerancí 0,0005. Řešení: Položíme a 1 = 1, b 1 = 2 a postupně vypočítáme:

Příklad Zadání: Najděte kořen rovnice x 3 + 4x 2 10 = 0 v intervalu 1, 2 s tolerancí 0,0005. Řešení: Položíme a 1 = 1, b 1 = 2 a postupně vypočítáme: Všimněte si, že p 6 p 5 = 0,00007958, což je hodnota menší než daná hodnota T OL.

Výhody metody Regula Falsi metoda vždy konverguje (metoda vždy nalezne s předem danou přesností interval, ve kterém leží kořen rovnice f(x) = 0) jednoduchý princip a snadná implementace (naprogramování algoritmu v konkrétním programovacím jazyce)

Výhody metody Regula Falsi metoda vždy konverguje (metoda vždy nalezne s předem danou přesností interval, ve kterém leží kořen rovnice f(x) = 0) jednoduchý princip a snadná implementace (naprogramování algoritmu v konkrétním programovacím jazyce)

Nevýhody metody sečen metoda konverguje pomaleji než metoda sečen (v některých případech dokonce pomaleji než metoda půlení intervalu)

Rizika implementace metody na počítači stejná jako u předchozích metod (odečítání blízkých čísel)