Дано уравнение
надо решить его приближенно в радикалах с относительной погрешностью менее 1%
при следующих условиях
и при (ищется только один вещественный корень)
Решение:
для упрощения этого уравнения делается подстановка
исходное уравнение принимает вид:
условие становится таким z=0 при a=0
собственно говоря, данное уравнение имеет три вещественных корня, но мы ищем одно
Последнее уравнение можно рассматривать как функцию одной переменной z=z(a). При заданных
условиях мы рассмотрим одну ветвь на отрезке и проходящую через начало координат.
легко видеть, что эта функция нечетная, а сама она похожа на синусоиду, но синусоида нам не нужна,
ведь мы ищем решение в радикалах. Для этого подходит функция следующего вида:
но точность ее невелика. Добавляем корректирующий множитель и функция обретает вид:
элементарный просчет показывает, что относительная погрешность этой функции равна 0,9%
По сути задача решена, вернуться к исходным переменным позволят подстановки:
Итак, задача решена.
примечание:
обозначим буквой D следующее выражение:
легко доказать, что при
D<0 уравнение имеет три действительных корняD>0 - один корень
D=0 - два корня (здесь один из корней двукратный и в счет не попал)
аналогично можно найти и другие корни.
Этим же методом решаются все трехчленные уравнения произвольной
степени содержащие линейную часть.
я привел пример как решать уравнения в радикалах.
ведь точность приведенного решения легко увеличить.
трехчленное уравнение пятой степени
трехчленное уравнение пятой степени
Последний раз редактировалось geh 28 ноя 2019, 06:38, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
трехчленное уравнение пятой степени
Последний раз редактировалось zykov 28 ноя 2019, 06:38, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
трехчленное уравнение пятой степени
Почему ВУЗ ? У меня есть своя голова.
я поставил эту задачу - я ее решил.
Все знают, что общее уравнение выше четвертой степени
неразрешимо в радикалах (наверное это всех и отпугивает)
- Неразрешимо ТОЧНО! А приближенно??
Решайте с удовольствием!
я поставил эту задачу - я ее решил.
Все знают, что общее уравнение выше четвертой степени
неразрешимо в радикалах (наверное это всех и отпугивает)
- Неразрешимо ТОЧНО! А приближенно??
Решайте с удовольствием!
Последний раз редактировалось geh 28 ноя 2019, 06:38, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
трехчленное уравнение пятой степени
Стандартный метод приближение в окрестности точки - часть ряда Тэйлора.geh писал(а):Source of the post Все знают, что общее уравнение выше четвертой степени неразрешимо в радикалах (наверное это всех и отпугивает)
- Неразрешимо ТОЧНО! А приближенно??
Зачем тут радикалы? Какая от них польза?
Последний раз редактировалось zykov 28 ноя 2019, 06:38, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
трехчленное уравнение пятой степени
Стандартный метод (разложение в ряд Тейлора) не работает там,
где производная стремится к бесконечности. Я еще не придумал пример
с радикалами, но вот другой пример пожалуйста.
Требуется разложить в ряд Тейлора котангенс в точке x=0. Невозможно? Да?
Давайте поступим так. (ctgx=cosx/sinx) Разложим в ряд косинус и синус и
поделим один ряд на другой. В результате получим:
Очевидно, что это не ряд Тейлора, но он сам по себе не плох. Определим
относительную погрешность этого ряда. Элементарно проверяется, что
при x=1 погрешность равна это три верных знака
при x=0,5 погрешность это пять верных знаков
при x=0.1 погрешность это 11 верных знаков.
Да это и не удивительно, ведь функция y=1/x является асимптотой для котангенса
(кажется я нашел подходящий пример, для ответа на ваш вопрос, но надо его еще проверить).
где производная стремится к бесконечности. Я еще не придумал пример
с радикалами, но вот другой пример пожалуйста.
Требуется разложить в ряд Тейлора котангенс в точке x=0. Невозможно? Да?
Давайте поступим так. (ctgx=cosx/sinx) Разложим в ряд косинус и синус и
поделим один ряд на другой. В результате получим:
Очевидно, что это не ряд Тейлора, но он сам по себе не плох. Определим
относительную погрешность этого ряда. Элементарно проверяется, что
при x=1 погрешность равна это три верных знака
при x=0,5 погрешность это пять верных знаков
при x=0.1 погрешность это 11 верных знаков.
Да это и не удивительно, ведь функция y=1/x является асимптотой для котангенса
(кажется я нашел подходящий пример, для ответа на ваш вопрос, но надо его еще проверить).
Последний раз редактировалось geh 28 ноя 2019, 06:38, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
трехчленное уравнение пятой степени
В производная вполне конечна.geh писал(а):Source of the post Стандартный метод (разложение в ряд Тейлора) не работает там, где производная стремится к бесконечности. Я еще не придумал пример с радикалами, но вот другой пример пожалуйста. Требуется разложить в ряд Тейлора котангенс в точке x=0. Невозможно? Да?
Насчёт котангенса, посмотрите Ряд Лорана (изучается в ТФКП).
Последний раз редактировалось zykov 28 ноя 2019, 06:38, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
трехчленное уравнение пятой степени
Вы допустили неточность: исходная функция была
и при производная функции z=z(a)
обращается в бесконечность. Что касается примера, то вот есть такой:
Разложить (приближенно) функцию y=arcsinx в ряд (содержащий и радикалы)
Данная функция нечетная. (это важно)
она определена на отрезке [-1;1] (и это важно)
на концах отрезка ее производная равна бесконечности (очень важно)
Никакой ряд Тейлора при этих условиях быстро сходиться не будет!!
Так поможем ему, подберем функцию , которая обладает аналогичными свойствами.
Их много, вот некоторые из них:
Они похожи на арксинус, но их надо откорректировать
первая функция примет вид:
вторая преобразится так:
ну и т.д.
теперь эти функции можно уточнять, если точность невелика
я проверил только первую функцию. Ее относительная погрешность
на отрезке (на всем отрезке) [-1;1] равна 3,5%
мало? Так она и выглядит скромно. Это дело техники увеличить ее точность.
А вот теперь разложите арксинус в ряд и посмотрите: Сколько
надо взять слагаемых, чтобы вычислить ??!!
и при производная функции z=z(a)
обращается в бесконечность. Что касается примера, то вот есть такой:
Разложить (приближенно) функцию y=arcsinx в ряд (содержащий и радикалы)
Данная функция нечетная. (это важно)
она определена на отрезке [-1;1] (и это важно)
на концах отрезка ее производная равна бесконечности (очень важно)
Никакой ряд Тейлора при этих условиях быстро сходиться не будет!!
Так поможем ему, подберем функцию , которая обладает аналогичными свойствами.
Их много, вот некоторые из них:
Они похожи на арксинус, но их надо откорректировать
первая функция примет вид:
вторая преобразится так:
ну и т.д.
теперь эти функции можно уточнять, если точность невелика
я проверил только первую функцию. Ее относительная погрешность
на отрезке (на всем отрезке) [-1;1] равна 3,5%
мало? Так она и выглядит скромно. Это дело техники увеличить ее точность.
А вот теперь разложите арксинус в ряд и посмотрите: Сколько
надо взять слагаемых, чтобы вычислить ??!!
Последний раз редактировалось geh 28 ноя 2019, 06:38, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
трехчленное уравнение пятой степени
Вы определитесь, какая апроксимация нужна.
В окрестности точки часть ряда хорошо работает.
На интервале обычно делают кусочную апроксимацию.
Иногда делают и замену переменных, чтобы апроксимировать более гладкую функцию.
В окрестности точки часть ряда хорошо работает.
На интервале обычно делают кусочную апроксимацию.
Иногда делают и замену переменных, чтобы апроксимировать более гладкую функцию.
Последний раз редактировалось zykov 28 ноя 2019, 06:38, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
трехчленное уравнение пятой степени
Для арксинуса выходит апроксимация , если хотите скомпенсировать особенности на плюс-минус 1.geh писал(а):Source of the post Они похожи на арксинус, но их надо откорректировать первая функция примет вид:
Последний раз редактировалось zykov 28 ноя 2019, 06:38, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
трехчленное уравнение пятой степени
Я с вами полностью согласен. Ваш пример гораздо лучше моего.
Непременно учту это при решении данного и других уравнений.
В общем вы сами ответили на свой вопрос. При решении уравнений
надо убрать особенности функций и заранее задать погрешность с
которой вы хотите получить решение и решить. Это искусство, ибо
вариантов много, а надо выбрать лучший, наиболее простой и точный.
Непременно учту это при решении данного и других уравнений.
В общем вы сами ответили на свой вопрос. При решении уравнений
надо убрать особенности функций и заранее задать погрешность с
которой вы хотите получить решение и решить. Это искусство, ибо
вариантов много, а надо выбрать лучший, наиболее простой и точный.
Последний раз редактировалось geh 28 ноя 2019, 06:38, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
Вернуться в «Алгебра и теория чисел»
Кто сейчас на форуме
Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостей