 |
Нелинейные алгебраические уравнения
|
|
|
|
Проверил: к.т.н. профессор. Бабак В. Ф.
Бишкек – 2000
Глава 1. Подбор параметра…... 3
1.1. Нелинейные алгебраические уравнения. 3
1.2 Системы двух линейныхалгебраических уравнений. 5
Задание1. 5
Задание 2. 5
Глава 2. Матричная алгебра. 6
2.1 Определитель матрицы.. 6
2.2 Умножение матриц. 7
Задание 3. 7
Умножение на число 14. 9
Задание 4. 10
2.6 Система линейных алгебраических уравнений. 14
Задание 5. 14
Глава3. Поиск решения…... 17
1.2Оптимизация. 17
3.2Безусловный экстремум.. 17
Задание6. 18
3.4 Математическое программирование. 22
3.4.1. Линейное программирование. 23
Задание 7. 23
Задание 8. 25
Задание 9. 25
Задание 12. 27
Глава 1. Подбор параметра…
Нелинейные алгебраические уравнения
При моделировании экономических ситуаций часто приходится решать уравнение вида:
f (x, p1, p2 ,…, pn)=0 (1)
где f -заданная функция, х-неизвестная переменная.
p 1, p 2,…, pn – параметры модели.
Решение таких уравнений может быть как самостоятельной, так и частью более сложных задач. Как правило, исследователя интересует поведение решения в зависимости от параметров pk, k = ` 1, n
Решениями или корнями уравнения (1) называют такие значения переменной х, которые при подстановке в уравнение обращают его в тождество.
Только для линейных или простейших нелинейных уравнений удается найти решение в аналитической форме, т.е. записать формулу, выражающую искомую величину х в явном виде через параметры pk (например формула корней квадратного уравнения).
В большинстве же случаев приходится решать уравнение (1) численными методами, в которых процедура решения задается в виде многократного применения некоторого алгоритма. Полученное решение всегда является приближенным, хотя может быть сколь угодно близко к точному.
|
|
|
Рассмотрим последовательность действий для получения решения нелинейного уравнения в среде электронной таблицы.
Пусть надо решить уравнение вида:
(2)
C формируем лист электронной таблицы, как показано на рис.1. Уравнение (2) запишем в клетку С5, начиная со знака равенства, а вместо переменной x укажем адрес клктки В5, которая содержит значение начального приближения решения.
вместо переменной x укажем адрес клетки В5. которая содержит значение начального приближения решения
Метод, применяемый в EXCEL для решения таких уравнений -модифицированный конечными разностями метод Ньютона, который позволяет не сильно заботится о начальном приближении, как этого требуют другие численные методы решения уравнений (метод хорд, дихотомии и др.) Единственно, что следует учесть - это то, что будет' найдено решение ближайшее к выбранному начальному приближению.
Для получения решения уравнения (2) надо выполнить следующую последовательность действий:
1. Выполнить команду Сервис/Подбор параметра... (получим лист электронной таблицы, как показано на Рис. 2);
2. Заполнить диалоговое окно Подбор параметра...:
2,1 Щелкнуть левой клавишей мыши в поле Установить в ячейке, после появления в нем курсора, переместить указатель мыши и щелкнуть на клетке с формулой, в нашем случае это клетка С5, абсолютный адрес которой $С$5 появится в поле рис.1
 |
Этот адрес можно было бы набрать на клавиатуре, после появления курсора в поле. У становить в ячейке
2.2. В поле Значение ввс
В нашем случае это значение равно О.
2.3 В поле, Изменяя значение ячейки ввести адрес клетки, где задано начальное приближение решения, в нашем случае это клетка В 5 (абсолютный адрес которой $В$5 появится в поле после щелчка левой клавиши мыши на клетке В5).После выполнения пунктов 1-2 страница электронной таблицы будет выглядеть так, как показано на Рис.3.
|
|
|
Правая часть решаемого уравнения не обязана быть всегда нулем равнение (2) преобразовать к виду 10*х*(х+10)/(х-9)=2. то в поле Значение следовало бы установить 2.
После нажатия на кнопке ОК появится окно Результат подбора параметра, в котором дается о том нацдена ли решение, чему равна и какова точность полученного решения.
Для нашего примера Результат подбора параметра показан на Рис.4
При значении аргумента –0,187204141 функция, стоящая в левой части уравнения (2) отличается от нуля на – 0,000484158.
Достигнутая точность решения равна – 1.0Е-3
Если полученные значения следует "отразить на листе электронной таблицы, то надо щелкнуть на кнопке ОК..если же нет то на кнопку Отмена. В первом случае найденные значения зафиксируются в клетках В5 и С5 и лист электронной таблицы будет выглядеть как на Рис.5, или как на Рис.6, если установить режим отображения результатов, предварительно сняв режим отображения формул, выполнив команду Сервис/Параметры/Вид/Формулы.
Численные методы решения уравнений хороши тем, что м o жно получить приближенное решение с заданной точностью. EXCEL име (возможность управлять выбором точности. Для этого надо выполни' команду Сервис/Параметры/Вычисления и в соответствующих полз установить. значения относительной погрешности и количества итераш Рис.7
|
|
|
