Решение нелинейных уравнений комбинированный метод онлайн

Нелинейные уравнения

Данный калькулятор предназначен для решения нелинейных уравнений онлайн. Нелинейное уравнение в общем виде выглядит следующим образом: f(x)=0, где f(x)-непрерывная функция аргумента x. Нелинейные уравнения могут быть двух видов: алгебраические и трансцендентные. Если функция алгебраическая, то такое уравнение называется алгебраическим. Трансцендентное уравнение – это уравнение, в котором функция содержит не алгебраические функции (логарифмические, тригонометрические, показательные и т.п.).

Методы решения нелинейных уравнений можно разделить на два вида: прямые и итерационные. При прямом методе решений нелинейного уравнения существует возможность записи решения в виде некоторой формулы. По этой формуле могут быть определены корни уравнения с помощью ограниченного числа арифметических операций. Однако большинство нелинейных уравнений не могут быть решены прямым методом. Итерационные методы подразумевают получение приближенного значения корней уравнений с любой заданной точностью.
Чтобы найти решение нелинейного уравнения, введите исходные данные в соответствующие ячейки калькулятора.

Метод хорд

Метод хорд — итерационный численный метод приближённого нахождения корня уравнения.

Немного теории о методе хорд под калькулятором.

Метод хорд

Метод хорд

Метод хорд можно рассматривать как комбинацию метода секущих (Метод секущих) и метода дихотомии — отличие от метода секущих состоит в том, что если в методе секущих в качестве точек следующей итерации выбираются последние рассчитанные точки, то в методе хорд выбираются те точки, в которых функция имеет разный знак, и соответственно, выбранный интервал содержит корень.

Вывод итерационной формулы аналогичен выводу формулы для метода секущих:

Положим, что у нас есть две точки, x0 и x1, в которых значения функции равны соответственно f(x0) и f(x1). Тогда уравнение прямой, проходящей через эти точки, будет

Для точки пересечения с осью абсцисс (у=0) получим уравнение

Но в отличие от метода секущих, после расчета следующего приближения в качестве второй точки выбирается не последняя, а та, в которой функция имеет разный знак со значением функции в вычисленной точке. Проиллюстрировано это ниже.

Метод хорд является двухшаговым, то есть новое приближение определяется двумя предыдущими итерациями. Поэтому необходимо задавать два начальных приближения корня.
Метод требует, чтобы начальные точки были выбраны по разные стороны от корня (то есть корень содержался в выбранном интервале), при этом величина интервала в процессе итераций не стремится к 0.

В качестве критерия останова берут один из следующих:

— значение функции на данной итерации стало меньше заданого ε.

— изменение хk в результате итерации стало меньше заданого ε. При этом имеется в виду не интервальные значения, а два вычисленных значения, так как величина интервала не стремится к 0.

Нелинейные уравнения

Уравнение вида f (x) = 0, где f (x) — некая нелинейная функция, называется нелинейным. Виды таких уравнений: алгебраические, где функция алгебраическая, и трансцендентные, в которых функция может быть тригонометрическая, показательная и т.д.

При решении нелинейных уравнений используются прямые (точные) и итерационные (численные) методы. Решить точным методом — значит, представить решение в виде формулы, по которой находят корни уравнения. Для уравнений выше 4-й степени невозможно написать аналитическое решение.
Бывает, что в уравнении присутствуют приближенные коэффициенты. В этом случае для решения уравнения применяют итерационные методы, где заранее задается точность. Решение уравнения такими методами предполагает нахождение корней (или их отсутствие) и определение их значения с заданной точностью.

Решение нелинейных уравнений

Корнем уравнения f (x) = 0 является такое значение с, при котором f© = 0.
Уравнение f (x) = 0 имеет одно решение на отрезке |а;b| при условии, что функция f (x):
— непрерывна и монотонна на данном отрезке;
— значения функции на концах отрезка с разными знаками, т.е. f (а)• f (b) меньше 0.

Вычисление корня уравнения f (x) = 0 путем использования численных методов:
— устанавливаем знаки функции в предельных точках области ее существования
х = а, х = b;
— определяем приближенное значение корня или промежутка, в котором он находится;
— уточняем приближенное значение до определенной точности.

Данный калькулятор станет для вас надежным помощником при решении нелинейных уравнений онлайн. Вам потребуется лишь ввести исходные данные в окна калькулятора.