Методы решения систем нелинейных уравнений презентация

Содержание

Постановка задачи Решить систему нелинейных уравнений:

Слайд 1Методы решения систем нелинейных уравнений
Лекция


Слайд 2Постановка задачи
Решить систему нелинейных уравнений:


Слайд 3Этапы решения
Исследовать существование и единственность решения
Выбрать начальное приближение к корню
Вычислить отдельные

корни с заданной точностью (реализация возможна в различных программных продуктах)

Слайд 4Существование и единственность решения.
корень один
F1(x,y)
F2(x,y)


Слайд 5Существование и единственность решения.
корней нет
F1(x,y)
F2(x,y)


Слайд 6Существование и единственность решения.
корня три
F1(x,y)
F2(x,y)


Слайд 7Этап 3
предполагается, что система нелинейных уравнений имеет вещественное решение на заданном

интервале
Определено начальное приближение к корню x0, y0
Дальнейшее уточнение корня производится итерационными методами

Слайд 8Для применения известных численных методов исходная система может быть приведена к

виду:
x=φ1(x,y);
y=φ2(x,y);

Методы решения систем нелинейных уравнений


Слайд 9Алгоритм поиска решения задается формулами
xn+1= φ1(xn,yn);
yn+1= φ2(xn,yn).
Метод Якоби

(простых итераций)

Слайд 10Метод Гаусса - Зейделя
Алгоритм поиска решения задается формулами
x n+1= φ1(xn,yn);
yn+1=

φ2(xn+1,yn).

Процесс вычисления заканчивается, когда


Слайд 11Методы решения систем нелинейных уравнений
Общий вид системы нелинейных уравнений:

F1(x1, x2, x3,

…, xn) = 0
F2(x1, x2, x3, …, xn) = 0
………………………….
Fn(x1, x2, x3, …, xn) = 0

Слайд 12Метод Якоби
x1m+1 = f1(x1m, x2m, x3m, …, xnm)
x2m+1 = f2(x1m,

x2m, x3m, …, xnm)
x3m+1 = f3(x1m, x2m, x3m, …, xnm)
………………………………..
xnm+1 = fn(x1m, x2m, x3m, …, xnm)

Слайд 13Метод Гаусса - Зейделя
x1m+1 = f1(x1m, x2m, x3m,

…, xnm)
x2m+1 = f2(x1m+1, x2m, x3m, …, xnm)
x3m+1 = f3(x1m+1, x2m+1, x3m, …, xnm)
……………………………………..
xnm+1 = fn(x1m+1, x2m+1, x3m+1, …, xnm)

Слайд 14Пример 1
Дана система





Построим графики этих уравнений


Слайд 15Пример 1


Слайд 16Пример 1
Приведем систему к виду


Слайд 17Пример 1
Результаты расчетов:


Слайд 18Пример 1
Корень x=0,52 y=1,93
x0=1 y0=2


Слайд 19Пример 1
Сходимость к корню
x=0,52 y=1,93
x0=1,8 y0=0,8


Слайд 20Пример 1
Сходимость к корню
x=-0,52 y=-1,93
x0=-1,8 y0=-0,8


Слайд 21Пример 1
Сходимость к корню
x=-0,52 y=-1,93
x0=-1,8 y0=-0,8


Слайд 22выводы
Вычисления в методе последовательных приближений просты
Однако сложно найти такую систему которая

была бы эквивалентна исходной системе и одновременно обеспечивала бы сходимость

Слайд 23Метод Ньютона
Это точный аналог одномерного метода Ньютона, т.е. одноточечный метод в

котором используется производная
В многомерном случае необходимо уметь вычислять градиенты всех функций системы

Слайд 24Метод Ньютона
Запишем систему двух уравнений с двумя неизвестными в векторной форме:


Слайд 25Метод Ньютона
Обобщая формулу Ньютона на многомерный случай получим:


Слайд 26Метод Ньютона


Слайд 27Операции с матрицами
Произведение матрицы и вектора
Обратная матрица


Слайд 28Пример 1 (метод Ньютона)
Применим метод к исходной системе


Слайд 29Пример 1 (метод Ньютона)
Найдем матрицу, обратную к матрице производных:


Слайд 30Пример 1 (метод Ньютона)
Окончательно получим итерационную схему


Слайд 31Пример 1 (метод Ньютона)


Слайд 32Пример 1 (метод Ньютона)
Сходимость к корню
x=-1,93 y=- 0,52
x0=-1,8

y0=-0,8

Слайд 33Решить уравнение
Используя численные методы (дихотомии, хорд, Ньютона)


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