Програмна реалізація інтерполяційної формули Ньютона для нерівновіддалених вузлів інтерполяції

Програма виконує інтерполяцію функції для нерівновіддалених значень аргументу і використовує для цього ітерполяційний поліном Ньютона. Інтерфейс програми простий та зрозумілий у використанні. Ліва частина форми містить область вхідних даних, яка складається з таблиці StringGrid у комірки якої, способом введення з клавіатури, записуються відомі знячення аргументу та функції. Праву частину форми займає компонент типу TChart, який відображає вузли інтерполяції та графік досліджуваної функції. І, нарешті, в нижній частині форми розташована панель інструментів, яка складається з трьох кнопок типу TButton, одного поля вибору типу TSpinEdit та одного поля вводу типу TEdit. Розглянемо призначення кожного з цих компонентів більш детально:

  1. Поле вибору "Розмір таблиці" відповідає за число заданих вузлів інтерполяції досліджуваної функції і степінь інтерполяційного многочлена.
  2. Кнопка "Інтерполювати" призначена для побудови в компоненті TChart графіка та вузлів інтерполяції.
  3. Кнопка "Очистити" видаляє з комірок таблиці StringGrid дані та видаляє всі точки побудованого графіка.
  4. Кнопка "Обчислити значення функції в точці" — обчислює значення функції в точці, значення якої задається в полі вводу TEdit (міститься в парвій частині панелі задач), а також відображає її на графіку (точка зеленого кольору).

Читати повністю

Інтерполяційна формула Ньютона для нерівновіддалених значень аргументу

Якщо таблиця значень функції дана не з постійним кроком, тобто проміжки між суміжними значеннями аргументу різні в різних місцях таблиці, то різниці між суміжними значеннями функції не можуть служити для опису зміни даної функції. В такому випадку для цього використовують величини, яку називають розділеними різницями.

Нехай функція  задана таблично:

njyton_interpolnerivn2

Таблиця фіксованих значень функції

де . Розділеною різницею першого порядку двох табличних значень називається відношення різниці значень функції до різниці відповідних значень аргументу. Це визначення застосовне для будь-якої пари значень аргументу, але зазвичай використовується для суміжних значень. Позначення розділених різниць першого порядку будуються так, щоб були вказані взяті табличі значення аргументу. Так, для приведеної вище таблиці розділені різниці першого порядку позначаються та обчислюються наступним чином:

Читати повністю

Знаходження оберненої матриці використовуючи коефіцієнти характеристичного многочлена в середовищі програмування delphi

Програма написана в середовищі програмування Delphi і призначена для знаходження оберненої матриці використовуючи для цього коефіцієнти характеристичного многочлена. Алгоритм побудови оберненої матриці в такий спосіб включає наступні етапи: знаходження степеней заданої матриці; відшукання коефіцієнтів характеристичного многочлена; формування оберненої матриці. Більш детальна інформація про даний алгоритм міститься за посиланням Знаходження оберненої матриці з допомогою коефіцієнтів її характеристичного многочлена.

Головна форма delphi-проекту складається з панелі інструментів (містить кнопку «Знайти обернену матрицю»; компонент SpinEdit з допомогою якого задаєм розмірність матриц; компонент StringGrid, в комірки якого заповнюємо значеннями елементів вхідної матриці) та області виводу знайденої оберненої матриці (компонент Memo — міститься в правій частині форми).

Читати повністю

Знаходження оберненої матриці використовуючи коефіцієнти її характеристичного многочлена

Нехай маємо деяку невироджену матрицю розмірності , для якої характеристичний многочлен запишемо у наступному вигляді:

Покажемо, яким чином з допомогою коефіцієнтів цього характеристичного многочлена та послідовності маириць , порівняно просто можна знайти обернену матрицю . Для цього, скориставшись теоремою Гамільтона-Келі (при підстановці матриці в її характеристичний многочлен, виходить нульова матриця, іншими словами, матриця являетса коренем свого характеристичного многочлена), отримаємо:

Помноживши матричну рівність (1) на  зліва, отримуємо:

Читати повністю

Розв'язок алгебраїчних рівнянь методом послідовних наближень з використанням схеми Горнера

Для знаходження розв'язку алгебраїчних рівнянь степінь яких перевищує два можна також застосувати метод послідовних наближень з використанням схеми Горнера для ділення лівої частини рівняння на , де  — дійсний корінь рівняння. У методі послідовних наближень, що застосовуються при вирішенні рівнянь такого типу, відшукується послідовність чисел , яка збігається до числа , яке є коренем рівняння. Ми будемо вважати хорошим наближенням до кореня , якщо залишок від ділення лівої частини рівняння на досить малий. Розглянемо даний процес більш детально. Для цього в рівнянні

відбираємо три останніх члена і знаходимо розв'язок отриманого квадратного рівняння . Якщо корені цього рівняння дійсні, то перерходимо до рішення рівняння , після чого, за перше наближення кореня рівняння (1) приймаємо розв'язок даного рівняння, тобто:

Читати повністю

Квадратне рівняння. Обчислення дискримінанту та коренів квадратного рівняння

Рівняння виду , де  — дійсні числа, причому , називається квадратним рівнянням. Нагадаємо, що називається дискримінантом квадратного тричлена. Якщо , то рівняння (1) має два різних дійсних кореня, які легко обчислюються за наступнимим формулами:

Відмітимо, що знайшовши корені та квадратне рівння (1) можна представити в наступному вигляді: .

Якщо , то рівняння (1) має два кореня, значення яких співпадають, і обчислюються за настуною формулою:

Аналогічно попередньому випадку, знайшовши корені квадратного рівняння дискримінант якого рівний нулю, його можна представити у вигляді .

Читати повністю

Схема ділення многочлена на квадратний тричлен

В темі Обчислення значення полінома використовуючи схему Горнера ми розглядали, яким чином використовуючи дану схему здійснювати ділення многочлена на двочлен . Покажемо тепер зручну схему для поділу даного многочлена на тричлен виду . Нехай:

Коефіцієнти , які містяться в правій частині рівності (2), знаходять за схемою аналогічною схемі Горнера. Тобто, розкривши дужки і зробивши приведення подібних членів,  прирівнюють коефіцієнти при однакових степенях у лівій і правій частинах. В результаті будемо мати:

Читати повністю