Численное диференцирование презентация

План Численное дифференцирование функций, заданных аналитически Численное дифференцирование функций, заданных дискретным набором данных Метод Рунге уточнения формул численного дифференцирования Литература Формалев В. Ф., Ревизников Д. Л., Численные методы. –М.: Физматлит, 2004.

Слайд 1Модуль 1. Тема 2. Лекция 1. Численное дифференцирование


Слайд 2План
Численное дифференцирование функций, заданных аналитически
Численное дифференцирование функций, заданных дискретным набором данных
Метод

Рунге уточнения формул численного дифференцирования

Литература

Формалев В. Ф., Ревизников Д. Л., Численные методы. –М.: Физматлит, 2004. - 400 с.
Поршнев С.В., Беленкова И.В., Численные методы на базе Mathcad. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 464 с.


Слайд 3Разностная схема первого порядка точности

Производная от функции
Простейшая приближенная формула (правосторонняя разностная

схема)

Ряд Тейлора

Ошибка приближенной формулы


Левосторонняя разностная схема первого порядка

Формулы точны для полиномов первой степени, т.к. для них





Слайд 4Симметричная разностная схема второго порядка

Ряд Тейлора
Ошибка приближенной формулы
Формула точна для полиномов

второй степени, т.к. для них





Слайд 5Симметричная разностная схема для второй производной

Ряд Тейлора
Ошибка приближенной формулы
Формула точна для

полиномов третьей степени, т.к. для них


Схемы для производных более высоких порядков можно строить аналогично

Альтернативная идея вывода


Слайд 6Продифференцировать численно функцию


с применением правосторонней и симметричной разностных формул для первой

производной на равномерной сетке. Сопоставить ошибки приближенных формул численного дифференцирования.

Пример


Слайд 7Численное дифференцирование дискретно заданных функций


Таблица сглаживается непрерывной функцией φ(x) одним

из методов интерполяции или аппроксимации

Процедура численного дифференцирования является некорректной: близость искомой и сглаживающей функций не гарантирует близости их производных. Производные даже могут иметь разные знаки.


Слайд 8
Численное дифференцирование дискретно заданных функций
Можно использовать аппарат разложения функций в

ряд Тейлора











Отношение конечных разностей справа

Отношение конечных разностей слева

Отношение центральных разностей

Порядком точности метода численного дифференцирования называют показатель степени h в главном члене погрешности


Слайд 9Численное дифференцирование дискретно заданных функций
Вторая производная

Третья производная
Правосторонние разности
Левосторонние

разности

Центральные разности

Центральные разности

Фактически, используется 5 узлов

Используется 4 узла сетки

Четвертая производная


Слайд 10Метод Рунге уточнения формул численного дифференцирования


Метод p-го порядка
Остаточный член
Вводим

более подробную сетку с шагом kh (k = 1/2;1/4;1/8; … )

Производная на сетке с шагом kh

Главный член погрешности в узлах исходной сетки

Вычисляем разностную производную на равномерной сетке с шагом h


Метод (p+1)-го порядка в узлах исходной сетки

Уточненная разностная аппроксимация


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика