Решение систем нелинейных уравнений
Простейшие системы нелинейных уравнений система МС может решать с помощью символьных преобразований. ВНИМАНИЕ! Знаки = в уравнениях набираются не с клавиатуры, а вызываются с панели булевых функций Boolean. Вот несколько примеров:
,,
.
Системы, которые не удается решить символьными преобразованиями, можно попытаться решить численными методами. Для этого в системе МС нужно произвести следующие действия:
Неизвестным присвоить начальные значения по возможности близкие к ожидаемому решению.
В очередном блоке записать с клавиатуры слово given, которое является директивой системы МС и открывает «увеличенный блок», где записываются уравнения системы. В слове given не имеет значения, записано оно прописными буквами или строчными.
В последующих блоках записать уравнения, используя знак =, взятый с панели Boolean. В каждом блоке записывается одно уравнение.
Записать функцию Find(x,y,z,…), где в скобках указываются неизвестные системы уравнений. Лишние шаблоны в аргументе функции можно удалить. Эта функция, записанная в отдельном блоке, завершает «увеличенный блок», посвященный решению системы. Значения этой функции (решение системы) образуют вектор. Можно какому-нибудь переменному присвоить значение этой функции. Можно просто посмотреть ответы на экране, поставив после функции знак = с клавиатуры.
Рассмотрим пример
given
Итак, система MATHCAD выдала решение x = 1.109, y = 0.613. Произведем проверку
.
Видим, что с точностью до тысячных равенства системы выполнены. Эта точность соответствует точности, с которой выведены на экран результаты. На самом деле результат значительно лучше. Используем найденные значения z, а не их округленную запись на экране:
.
Таким образом, ошибка появляется только в пятнадцатом знаке после запятой!
Очень многое зависит от задания начальных значений. Если в приведенном выше примере изменить начальные условия, задав , то система сообщит, что решение задачи не найдено. Неизвестные и их начальные значения можно задавать в векторном виде. Пример (установите начало нумерации элементов матриц с 1):
given
.
Точность решения системы уравнений с помощью функции Find регулируется двумя системными переменными TOL и CTOL, которые можно найти через меню Tools пункт Worksheet Options.
- Оглавление предисловие
- Основные понятия и вычислительные методы (теоретическая часть)
- Метод Гаусса
- Метод lu-разложения
- Обращение матрицы и вычисление определителя
- Число обусловленности матрицы (системы уравнений)
- Вычислительные методы для решения нелинейных уравнений
- Метод половинного деления
- Метод Ньютона (метод касательных)
- Метод секущих
- Метод итераций
- Преимущества и недостатки методов
- Методы решения систем нелинейных уравнений
- Метод Ньютона для систем уравнений
- Метод итераций для систем уравнений
- Некоторые сведения о полиномах и их корнях
- Полиномиальные уравнения
- Вычисление интегралов
- Дифференциальные уравнения (численные методы)
- Жесткие системы дифференциальных уравнений
- Аналитическое решение систем линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами
- Нахождение экстремумов функции нескольких переменных
- Метод покоординатного спуска
- Симплекс-метод
- Метод наискорейшего спуска
- Метод Ньютона
- Преобразования Фурье и Лапласа
- Применение системы mathcad для решения вычислительных задач (практическая часть)
- Исправления
- Продолжение простейших вычислений
- Точность
- Символьные вычисления
- Переменные
- Функции пользователя
- Операции математического анализа
- Построение графиков функций одного переменного
- Задания для самостоятельной работы
- Матрицы
- Векторы
- Системы линейных уравнений
- Число обусловленности матрицы
- Собственные числа и собственные векторы матрицы
- Графики функций двух переменных
- Задания для самостоятельной работы
- Нахождение корней нелинейного уравнения
- Решение систем нелинейных уравнений
- Корни многочлена
- Наибольший общий делитель двух многочленов
- Кратные корни
- Результант
- Задания для самостоятельной работы
- Полиномиальные уравнения
- Вычисление определенных интегралов
- Решение дифференциальных уравнений
- Задания для самостоятельной работы
- Системы дифференциальных уравнений
- Решение жестких систем дифференциальных уравнений
- Решение линейных систем дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами
- Задания для самостоятельной работы
- Нахождение экстремумов функции
- Экстремумы функции многих переменных
- Преобразования Фурье и Лапласа
- Дискретное преобразование Фурье
- Задания для самостоятельной работы