Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Аппроксимация функций 2

Тип Реферат
Предмет Математика
Просмотров
739
Размер файла
383 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Аппроксимация функций 2

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Авиа- и ракетостроение»

Специальность 160801- «Ракетостроение»

Расчетно-графическая работа

по дисциплине «Основы САПР»

Аппроксимация функций

Омск 2006


Введение

Цель работы: Ознакомиться с методами интерполяции и аппроксимации функций

Задания:

Задание 1. Построить таблицу конечных разностей. Выполнить экстраполяцию на два узла от начала и от конца таблицы.

Задание 2. Построить интерполяционный многочлен Лагранжа и с его помощью найти

значения функции в узлах, соответствующих полушагу таблицы.

Задание 3. Найти значение f(x) с помощью формул Ньютона интерполирования вперед и назад.

Задание 4. Выполнить квадратичную сплайн-интерполяцию (по 6 узлам). Проконтролировать полученные оценки для промежуточных узлов.

Задание 5. Считая выбранную таблицу заданной для диапазона от 0 до 2, выполнить среднеквадратическую аппроксимацию тригонометрическим многочленом (отрезком ряда Фурье) третьей степени.

Исходные данные:

x=[11.0 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12];

y=[-0.00023,1.080087,2.064282,2.854531,3.37121,3.560925,3.402017,2.90698,2.121544,1.120452,0.000357];


1. Построение массива конечных разностей. Выполнение экстраполяции

Массив конечных разностей рассчитываем по формуле:

.

for i=1:10

for j=1:11-i

y(i+1,j)=y(i,j+1)-y(i,j);

end

end

Результат расчёта:

11,0

11,1

11,2

11,3

11,4

11,5

11,6

11,7

11,8

11,9

11,0

-0,0002

1,0801

2,0643

2.8545

3.3712

3.5609

3.4020

2.9070

2.1215

1.1205

0.0004

1.0803 0.9842 0.7902 0.5167 0.1897 -0.1589 -0.4950 -0.7854 -1.0011 -1.1201

-

-0.0961 -0.1939 -0.2736 -0.3270 -0.3486 -0.3361 -0.2904 -0.2157 -0.1190 -

-

-0.0978 -0.0796 -0.0534 -0.0217 0.0125 0.0457 0.0747 0.0967

-

-

-

0.0182 0.0262 0.0317 0.0342 0.0332 0.0290 0.0219

-

-

-

-

0.0080 0.0055 0.0024 -0.0009 -0.0042 -0.0071

-

-

-

-

-

-0.0025 -0.0031 -0.0033 -0.0033 -0.0029

-

-

-

-

-

-

-0.0006 -0.0002 0.0000 0.0004

-

-

-

-

-

-

-

0.0003 0.0003 0.0004

-

-

-

-

-

-

-

-

-0.0000 0.0001

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0.0002

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-


Экстраполяция на два узла от начала и конца таблицы с помощью многочлена Лагранжа.

n=11; % Степень многочлена

i=0;

for p=10.8:0.1:12.2

i=i+1;

x1(i)=p;

ff(i)=Lagrange(x,y,p,n);

end

for j=1:11

yy(j)=y(1,j);

end

subplot(2,1,1); plot(x,yy,'.-'); ylabel('y'); xlabel('x'); grid on; title('Первоначальные данные')

subplot(2,1,2); plot(x1,ff,'.-'); ylabel('y'); xlabel('x'); grid on; title('Экстраполяция')

Получим:

х10.810.912.112.2
f(х)-2,0234-1,0701-1,1291-2,1535

Рис. 1. Экстраполяция на два узла многочленом Лагранжа

2. Нахождение значения приближенной функции с помощью многочлена Лагранжа

Запишем интерполяционный многочлен Лагранжа:

,

где х – произвольная координата на заданном интервале.

_____________________________________________________________

function [x]=Lagrange(x,y,a,n)

for i=1:n

for j=1:n

s(i,j)=1;

end

end

ss=1;

for j=1:n

for i=1:n

if j~=i

s(j,i)=(a-x(i))/(x(j)-x(i));

end

end

end

ss=prod(s,2);

L=0;

for k=1:n

L=L+y(1,k)*ss(k);

end

x=L;

_____________________________________________________________

i=0;

for p=11:0.01:12

i=i+1;

x1(i)=p;

ff(i)=Lagrange(x,y,x1(i),n);

end

subplot(2,1,2); plot(x1,ff,'.-'); ylabel('y'); xlabel('x'); grid on; title('ИнтерполяциямногочленомЛагранжа')


Рис. 2. Интерполяция многочленом Лагранжа

3. Определение значения функции с помощью формул Ньютона

а) Интерполяционная формула Ньютона для интерполирования вперёд:

где - промежуток между последовательными узлами интерполирования, (в рассматриваемом случае промежуток постоянен);

n– степень многочлена;

.

_____________________________________________________________

function [x]=Nuton_vp(k,x,y,n);

n=round(k)+1; % Степень многочлена

if n==12

n=11;

end

t=(k-1)/1;

t1(1)=1;

for j=2:n

t1(j)=t-(j-2);

end

t2=cumprod(t1);

for j=1:n

Pn(j)=y(j,1)*t2(j)/FACTORIAL(j-1);

end

x=sum(Pn,2);

_____________________________________________________________

n=11;

i=0;

for p=11:0.05:12

i=i+1;

a=0.5+i*0.5;

x1(i)=p;

ff(i)=Nuton_vp(a,x,y,n);

end

% Построениеграфика

subplot(2,1,2); plot(x1,ff,'.-'); ylabel('y'); xlabel('x'); grid on

title('Интерполяция многочленом Ньютона вперёд')


Рис. 3. Интерполяция многочленом Ньютона вперёд

б) Формула Ньютона для интерполяции назад:

_____________________________________________________________

function [x]=Pnz(k,x,y);

n=12-round(k)+1; % Степень многочлена

ifn==12

n=11;

end

t=(k-11)/1;

t1(1)=1;

for i=2:n

t1(i)=t+(i-2);

end

t2=cumprod(t1);

for i=1:n

Pn(i)=y(i,12-i)*t2(i)/FACTORIAL(i-1);

end

x=sum(Pn,2);

_____________________________________________________________

i=0;

for p=11:0.05:12

i=i+1;

a=0.5+i*0.5;

x1(i)=p;

ff(i)=Nuton_nz(a,x,y);

end

% Построениеграфика

subplot(2,1,2); plot(x1,ff,'.-'); ylabel('y'); xlabel('x'); grid on

title('Интерполяция многочленом Ньютона назад')

Рис. 4. Интерполяция многочленом Ньютона назад

4. Квадратичная сплайн-интерполяция

Для того, чтобы выполнить квадратичную сплайн-интерполяцию по 6-ти узлам, необходимо задаться пятью уравнениями.


Рис. 5. К выводу коэффициентов при сплайн-интерполяции

При квадратичном сплайне уравнения будут иметь вид:

, .

На эти уравнения наложены следующие граничные условия:

, , , .

Вычислим производную

: , . (1)

Определим при : , . (2)

В рассматриваемом примере . С учетом этого, а также с учетом выражения (2) и условия , запишем следующую зависимость:

, .

Из условия и выражения (1) получим: .

Составим систему уравнений:

Решая эту систему, получим следующие зависимости для вычисления коэффициентов:

_____________________________________________________________

function [k]=Spl(aa,n,x,y);

c(1)=0;

b(1)=10*y(1,2)-10*y(1,1)-0.1*c(1);

for k=1:n-2

b(k+1)=0.2*c(k)+b(k);

c(k+1)=100*y(1,k+2)-100*y(1,k+1)-10*b(k+1);

end

j=floor(10*aa-109);

if j==6

j=5;

end

k=y(1,j)+b(j)*(aa-x(j))+c(j)*(aa-x(j))^2;

_____________________________________________________________

n=6;

clear yy; clear ff; clear x1; clear x1

for i=1:11

a=10.95+i*0.05;

ff(i)=Spline(a,n,x,y);

x3(i)=10.95+0.05*i;

end

for j=1:6

yy(j)=y(1,j);

x1(j)=x(j);

end

% Построение графика

subplot(2,1,1); plot(x1,yy,'o-'); ylabel('y'); xlabel('x'); grid on

title('Первоначальные данные')

subplot(2,1,2); plot(x3,ff,'.-');ylabel('y'); xlabel('x'); grid on

title('Интерполяция сплайнами')

Рис. 6. Интерполяция квадратичным сплайном

5. Среднеквадратичная аппроксимация тригонометрическим многочленом третьей степени

Тригонометрический многочлен ищется в виде:

.

Коэффициенты вычисляются по следующим формулам:

, , , .

где n– степень многочлена (в данном случае принимается n=3);

- число узловых точек.

_____________________________________________________________

function [x]=Furie(aa,x,y);

for i=1:11

xpi(i)=i*2*pi/11;

a=(aa-10.9)*10*2*pi/11;

end

n=3;

a0=sum(y,2)/11;

for i=1:3

for j=1:11

ak(i,j)=y(1,j)*cos(i*xpi(j));

bk(i,j)=y(1,j)*sin(i*xpi(j));

end

end

aksum=2*sum(ak,2)/11;

bksum=2*sum(bk,2)/11;

Tna=a0(1)+aksum(1)*cos(a)+bksum(1)*sin(a)+aksum(2)*cos(2*a)+bksum(2)*sin(2*a)+aksum(3)*cos(3*a)+bksum(3)*sin(3*a);

x=Tna;

_____________________________________________________________

for i=1:100

k(i)=10.99+i*0.01;

ff(i)=Furie(k(i),x,y);

end

for j=1:11

yy(j)=y(1,j);

end

subplot(2,1,2);

plot(x,yy,'o-',k,ff,'.-');ylabel('y');xlabel('x');grid on;

title('Аппроксимация тригонометрическим многочленом');

Рис. 7. Аппроксимация тригонометрическим многочленом


Список использованных источников

1. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука, 1989.

2. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М.: Физматгиз, 1966.

3. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978.

4. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. М.: Наука, 1967.

5. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1987.

6. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1989.

7. Волков Е.А. Численные методы. М.: Наука, 1987.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
159599
рейтинг
icon
3275
работ сдано
icon
1404
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
156492
рейтинг
icon
6068
работ сдано
icon
2737
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105734
рейтинг
icon
2110
работ сдано
icon
1318
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
64 096 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
им. С.Ю.Витте
Работа выполнена досрочно, содержание по существу, маленький недочет был исправлен. Спасибо!
star star star star star
БПТ
Обращался к Елене Александровне второй раз Всё очень здорово и оперативно сделанно, без за...
star star star star star
"КрасГАУ"
Заказываю в первый раз у Евгения , и остался максимально доволен , всё чётко !)
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Решение задач по предмету «Математика»

Решение задач, Математика

Срок сдачи к 29 дек.

1 минуту назад

Отчет с выполнением заданий

Решение задач, Отчет, бух учет

Срок сдачи к 25 дек.

4 минуты назад

Расчет параметров участка электроэнергетической системы

Решение задач, Электрические системы, электроника, электротехника

Срок сдачи к 8 янв.

4 минуты назад
4 минуты назад

Сделать курсач по методике

Курсовая, Электротехника

Срок сдачи к 26 дек.

5 минут назад

Психология безопасности труда

Реферат, Русский язык и культура речи

Срок сдачи к 29 дек.

7 минут назад

Сделать реферат и презентацию

Презентация, Биомеханика

Срок сдачи к 25 дек.

7 минут назад

написать курсовую работу по уголовному праву

Курсовая, Уголовное право

Срок сдачи к 25 дек.

7 минут назад

Начертить 12 чертежей

Чертеж, Начертательная геометрия

Срок сдачи к 9 янв.

8 минут назад

Феномен успеха и успешность в профессиональном развитии

Реферат, Психология

Срок сдачи к 28 дек.

9 минут назад

В файле прикреплен пример выполнения задания

Контрольная, Криминология

Срок сдачи к 27 дек.

9 минут назад

9-11 страниц. правовые основы военной реформы в ссср в 20-е гг

Реферат, История государства и права России

Срок сдачи к 26 дек.

10 минут назад

Выполнить реферат. История Англии. Е-01554

Реферат, Английский язык

Срок сдачи к 26 дек.

10 минут назад

Составить Проект массового взрыва

Контрольная, Взрывное дело, горное дело

Срок сдачи к 8 янв.

12 минут назад

Термодинамика

Решение задач, Термодинамика

Срок сдачи к 26 дек.

12 минут назад

Нужен реферат, объем 15-20 страниц

Реферат, Безопасность в техносфере

Срок сдачи к 5 янв.

12 минут назад

Выполнить реферат. История Англии. Е-01554

Реферат, История

Срок сдачи к 26 дек.

12 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно