6-Laboratoriya ishi. Birinchi tartibli oddiy differensial tenglamalarni
taqriban yechimning geometrik ifodasini kompyuter dasturlari orqali
tavsiflash
Kerakli texnik vositalar:
Shaxsiy kompyuter.
Kerakli dasturiy vositalar:
Turbo Paskal dasturlash sistemasi va boshlang‘ich shartli oddiy differentsial
tenglamalarni taqribiy yechish uchun tuzilgan dasturlar.
Ishning maqsadi:
Talabalarni boshlang‘ich shartli oddiy differentsial tenglamalar
uchun Eyler, Runge-Kutta usullari algoritmi bilan tanishtirish va unga Paskal tilida
tuzilgan dasturda ishlashga o‘rgatish.
Nazariy qism.
Obyekt, jarayon yoki tizimni modellashtirish jarayonida aniq integrallarni topish
quyidagi masalalarda qo‘llaniladi:
1.
O‘zgaruvchan tezlikda bosib o‘tilgan yo‘lni aniqlash:
2.
O‘zgaruvchan tezlanishda tezlikni topish:
3.
Jism inersiyasi momentini aniqlash:
4.
O‘zgaruvchan kuch ishini topish:
5.
Differensial tenglamalarni yechish.
y=f(x) funksiya berilgan bo‘lsin.
[a,b] oraliqda bu funksiya integralini topish talab etilsin, ya’ni
Agar integral osti funksiya f(x) analitik ko‘rinishda berilgan bo‘lsa;
agar funksiya [a,b] oraliqda uzluksiz bo‘lsa;
agar uning prototipi aniq bo‘lsa, ya’ni
u holda integralni Nyuton-Leybnits formulasi bo‘yicha hisoblash mumkin, ya’ni
Lekin amaliyotda Nyuton-Leybnits formulasi integralni hisoblashda juda
kam qo‘llaniladi.
Integrallashning sonli usullari quyidagi hollarda qo‘llaniladi:
integral osti funksiya f(x) [a,b] oraliqda jadvalda berilgan;
integral osti funksiya f(x) analitik ko‘rinishda berilgan, lekin uning prototipi
elementar funksiyalar orqali ifodalanmaydi;
integral osti funksiya f(x) analitik ko‘rinishda berilgan, prototipi mavjud,
lekin uning aniqlanishi juda murakkab.
Integrallashning
sonli
usullarida
prototipni
topish
ishlatilmaydi.
Integrallashning sonli usullari algoritmi asosi aniq integralning geometrik
ma’nosini tashkil qiladi. Integral soni [a,b] oraliqda f(x) integralosti egri chizig‘ida
joylashgan egri trapetsiya S yuzaga teng (1-rasm).
1.
1-rasm. Aniq integral geometrik ma’nosi
2.
Barcha integrallashning sonli usullari mohiyati ko‘rsatilgan yuzani taqriban
hisoblashdan iborat. Shu sabab barcha sonli usullar taqribiy hisoblanadi.
3.
Integralni hisoblashda integral osti funksiyasi f(x) interpolyatsion ko‘phadga
approksimatsiya qilinadi. Sonli usulda integralni hisoblash tartibi
quyidagicha:
4.
[a,b] sohasini n ta teng bo‘laklarga teng qadam bilan h=(b-a)/n bo‘laklarga
bo‘lamiz.
5.
Bo‘laklarning har birida integralosti funksiyasini f(x) interpolyatsion
ko‘phadga approksimatsiya qilamiz. Ko‘phad darajasi n=0,1,2…
6.
Bo‘laklarning har biri uchun bo‘lingan egri chiziqli trapetsiya yuzasini
aniqlaymiz.
7.
Bu yuzalarni yig‘amiz. Integralning taqribiy qiymati shu bo‘lingan
trapetsiyalar yuzasi yig‘indisiga teng bo‘ladi (2-rasm)
2-rasm. Aniq integralni hisoblash
Integralning taqribiy qiymatini topish kvadratur, integralni taqribiy
hisoblash uchun formula esa – kvadratur formula deyiladi.
Integralning aniq qiymati va taqribiy qiymati bilan farq R qoldiq had yoki
kvadratur formulaning xatoligi deyiladi, ya’ni
Agar har bir [a,b] interval bo‘lagi qismida integralosti funksiya nolinchi
darajali ko‘phadga approksimatsiya qilinsa, ya’ni OX o‘qiga parallel to‘g‘ri chiziq
qilinsa, u holda kvadratur formula to‘g‘ri to‘rtburchaklar formulasi deyiladi, usul
esa - to‘g‘ri to‘rtburchaklar usuli deyiladi.
Agar har bir [a,b] interval bo‘lagi qismida integralosti funksiya birinchi
darajali ko‘phadga approksimatsiya qilinsa, ya’ni ikkita qo‘shni nuqtani
tutashturuvchi to‘g‘ri chiziq qilinsa, u holda kvadratur formula trapetsiyalar
formulasi deyiladi, usul esa - trapetsiyalar usuli deyiladi.
Agar har bir [a,b] interval bo‘lagi qismida integralosti funksiya ikkinchi
darajali ko‘phadga approksimatsiya qilinsa, u holda kvadratur formula Simpson
formulasi deyiladi, usul esa –Simpson usuli deyiladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |