Решение уравнений по программированию паскаль

Решение системы уравнений

Задача

Требуется определить, сколько можно преобрести ручек (по цене 10 руб.), карандашей (5 руб.) и ластиков (2 руб.) на 100 рублей. При этом всего предметов должно быть 30.

Решение

Обозначим искомое количество ручек, карандашей и ластиков через переменные a , b и c соответственно.

Цены предметов: pa , pb , pc .

Количество предметов: qty .

Сумма покупки: sum .

Алгоритм решения задачи:

Составим систему уравнений.
Уравнение суммы покупки: 10*a + 5*b + 2*c = 100
Уравнение количества предметов: a + b + c = 30

Заменим числа соответствующими переменными:
Уравнение суммы покупки: pa*a + pb*b + pc*c = sum
Уравнение количества предметов: a + b + c = qty

Чтобы перебрать все возможные варианты сочетания переменных a , b и с , надо использовать три цикла, вложенные друг в друга.
Если при каких-либо значениях a , b и c оба уравнения будут истинны, значит эти значения являются решением для системы уравнений.
Система уравнений может иметь несколько решений или не иметь ни одного.

Программа на языке Паскаль:

При заданных данных программа выдаст два варианта решения системы уравнений:

Программа может выглядеть немного по-другому. При заданных значениях a и b определить c можно по формуле qty — a — b . В таком случае код будет выглядеть так:

Программирование на Паскале. Тема: «Решение квадратного уравнения с использованием конструкции IF–THEN–ELSE»

Цели урока:

Оборудование:

До сих пор мы с вами говорили о каких-то отвлечённых задачах из области математики. Сегодня мы поговорим о конкретной задаче, которая встречается у вас почти на каждом уроке. Это решение квадратного уравнения. Я хочу, чтобы вы на примере этой задачи поняли, что программирование — это не просто прихоть учителя, это действительно раздел информатики, который может нам помочь, например, в решении конкретных математических задач. Нужно только уметь разбираться в этом.

2. Математическое решение

Давайте вспомним, что понимают под квадратным уравнением?

Что из себя представляют числа a,b,c и как их называют?

С чего начинают решение квадратного уравнения?

Найдите вокруг себя формулу дискриминанта. (D=b 2 -4ac) (Приложение 3)

Как мы решаем далее квадратное уравнение? (сравнение D с нулём)

Какие выводы мы из этого делаем?

(если D 0, то два корня)

Как найти корни квадратного уравнения? Найдите формулы корней среди тех, что развешены повсюду.

Если я случай наличия корней квадратного уравнения сведу к условию D0, то что я получу в случае D=0?

(Два одинаковых корня)

Давайте ещё раз подробно разберём нашу задачу:

Итак, у нас есть квадратное уравнение ax 2 +bx+c=0.

Мы должны решить его, т.е. найти такие значения х, при которых правая часть уравнения =0. Мы знаем, что для этого нам надо:

Найти дискриминант D=b 2 — 4ac.

Сравнить его с нулём

D=b 2 -4ac=10 2 -4*3*3=100 — 36 =64

Х1=,

X2 =

3. Составление блок-схемы алгоритма.

По заданному решению попробуем составить блок-схему алгоритма в тетради. Кто справится первым, прошу к доске.

Подпишем основные элементы блок — схемы применительно к языку программирования.

4. Составление программы по блок — схеме.

Теперь, пользуясь нашими записями, составим программу и покажем её учителю. Тот, кто до конца урока составит только программу, не проверив её на компьютере, получит три, тот, кто наберёт программу на компьютере, но не проверит её на примерах, получит три. Тот, кто выполнит всё задание, получит пять.

А я раздам вам домашнее задание.

Var a,b,c,d,x1,x1: real;

Write(‘введите коэффициенты уравнения a,b,c’); readln(a,b,c);

Else writeln(‘действительных корней нет’)

1. Составить и набрать программу КВУР на компьютере.

Загрузка среды Pascal- 2ЩЛКМ по значку Pascal, нажать ALT+ENTER.

Запуск программы — ЩЛКМ по кнопке RUN выбрать RUN.

2. Решить следующие квадратные уравнения и показать учителю их решения (если нет такой возможности, то занести их в маршрутный лист (Приложение 4)

1,5х 2 -0,6х — 4,8 = 0

3. Переделайте программу КВУР таким образом, чтобы в ней учитывался случай, когда D=0 и уравнение имеет один корень.

4. Закрыть программу.

Подсказка: Меню File — Exit или ALT+X.

1. За простое воспроизведение (набор программы) без проверки оценка «3»

2. За проверку работы программы на примерах, представленных учителем оценка «4»

3. За решение всех заданий и дополнительное изменение программы для случая D=0, оценка «5»

4. Закрыть программу.

Подсказка: Меню File — Exit или ALT+X.

Можно дать дополнительное задание:

Изменить программу так, чтобы ответ был с точностью до 2-х знаков после запятой.

1) Напишите программу проверки пароля. Пусть пароль — некоторое число, зафиксированное в программе. Программа печатает приглашение «введите пароль» и вводит число. Если введённое число совпадает с фиксированным паролем, то программа выводит приветствие, если нет — сообщает о том, что пароль не угадан.

7. Подведение итогов урока.

Итак, ребята, сегодня мы с вами решали конкретные задачи из математики, применяя свои умения по программированию. Вы получили следующие оценки за свои знания. (Перечисление оценок) На следующем уроке нам предстоит познакомиться с новыми алгоритмами — Циклическими.

На сегодня наш урок закончен. До свидания.

Литература:

Программирование решения уравнений

Программирование решения уравнений. Презентация, проект и программный продукт (программа в Pascal)

Скачать:

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Программирование линейных уравнений Работа ученика 9б класса Ф.И.О. обучающегося: Смолькова Андрея Владимировича Руководитель проекта Ф.И.О. Борисова О.А.

Языки программирования — это формальные языки, предназначенные для записи алгоритмов, исполнителем которых будет компьютер. Записи алгоритмов на языках программирования называются программами . Язык Паскаль – универсальный язык программирования. Никлаус Вирт ( 1934 года рождения) — швейцарский учёный, специалист в области информатики, один из известнейших теоретиков в области разработки языков программирования, профессор информатики (компьютерных наук). Разработчик языка Паскаль и ряда других языков программирования.

Метод Гаусса — классический метод решения системы линейных алгебраических уравнений. Это метод последовательного исключения переменных, когда с помощью элементарных преобразований система уравнений приводится к равносильной системе треугольного вида, из которой последовательно, начиная с последних (по номеру), находятся все переменные системы. Метод Гаусса

Метод Ньютона , алгоритм Ньютона (также известный как метод касательных ) — это итерационный численный метод нахождения корня заданной функции. Дана непрерывная функция f ( x ), которая содержит единственный корень на отрезке [ a,b ], где b > a при чем определены непрерывны и сохраняют знак f `( x ) f «( x ). Точность е. Выбираем грубое приближение корня х 0 . Найдем значение функции точке х 0 и проведем касательную до пересечения с осью абсцисс, получим значение х 1 . Определим значение функции в точке х 1 , через эту точку проводим касательную и получаем точку х 2 . Повторим этот процесс n раз. Метод Ньютона

Практически перед каждым программистом рано или поздно встает задача определения корней уравнения. На сегодняшний день существует достаточно много алгоритмов решения данной задачи. Все они могут быть разделены на два этапа: отделения и уточнения корней. Первую часть легко выполнить графическим методом. Для выполнения второго этапа решения уравнения можно воспользоваться одним из многих методов уточнения корней уравнения. Заключение

Предварительный просмотр:

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Гимназия №7» г. Торжка

Программирование решения уравнений

Работа ученика 9Б класса

Смольков Андрей Владимирович

Ф.И.О. Борисова Ольга Александровна

Работа допущена к защите «_____» _______________ 2018г.

Подпись руководителя проекта _________________(__________________)

Паспорт проекта

Название проекта
Программирование решения уравнений

Руководитель проекта
Борисова Ольга Александровна

Автор проекта
Смольков Андрей Владимирович

Учебная дисциплина
Информатика

Тип проекта
Исследовательский

Цель работы
Изучить программную среду PascalABC для решения уравнений

1. Написать программу решения:

1. Системы линейных алгебраических уравнений методом Гаусса
2. Нелинейных алгебраических уравнений методом Ньютона

Результат проекта (продукт)
Программа в среде программирования PascalABC

Индивидуальный план работы над проектом

Выбор руководителя и темы проекта.

Выбор типа проекта. Составление плана работы над проектом.

Работа над проектом

Анализ теоретической части.

Составление плана защиты проекта.

Отзыв руководителя. Формирование папки индивидуального проекта.

Защита индивидуального итогового проекта

Отзыв

на исследовательскую работу

учащегося 9 б класса МБОУ «Гимназия №7» г. Торжка

Смольков Андрей Владимирович

по теме: «Программирование решения уравнений»

Работа Смолькова Андрея представляет собой исследование программирование решения уравнений. Актуальность работы заключается в том, что на данный момент учащиеся 9-х классов изучают язык программирования Паскаль, и возникла необходимость объединить математику и информатику в единый программный продукт. В работе важно разобраться с различными методами решения уравнений и написать программу. Содержание работы соответствует заявленной теме. Работа включает в себя основную часть, заключение, список литературы. Работу Андрей выполнял самостоятельно, используя материалы Интернета и литературы. При выполнения работы Андрей проявил: самостоятельность, способность решать соответствующие проблемы. Не выполнял все рекомендации научного руководителя и не вовремя устранял замечания. Замечания по данной работе значительные, необходимо продумать и доработать заключение по данной теме. Не достаточно теоретического материала по языку программирования и их разновидности.

Вывод: проектная работа Смолькова А.В. по теме: «Программирование решения уравнений» достигла поставленных целей, отвечает требованиям, предъявляемым к индивидуальному итоговому проекту и рекомендуется к защите.

Учитель информатики . Борисова О.А.

(предмет) (подпись) (расшифровка подписи)

«__»_____________ 2018 г.

Общие сведения о языке программирования Паскаль

Языки программирования — это формальные языки, предназначенные для записи алгоритмов, исполнителем которых будет компьютер. Записи алгоритмов на языках программирования называются программами. Существует несколько тысяч языков программирования. Для данного проекта выбран язык программирования Паскаль, который был разработан в 70-х годах прошлого века Никлаусом Виртом (Швейцария). свое название этот язык получил в честь французского ученого Блеза Паскаля, известного не только своими достижениями в математике, физике и философии, но и созданием первой в мире механической машины, выполнявшей сложение двух чисел.

Язык Паскаль считается универсальным языком программирования, так как он может применяться для записи алгоритмов решения самых разных задач ( вычислительных, обработки текстов, построения графических изображений, поиска информации и т.д.). Он поддерживает процедурный стиль программирования, в соответствии с которым программа представляет собой последовательность операторов, задающих те или иные действия.

Основой языка программирования Паскаль, как и любого другого языка, является алфавит — набор допустимых символов, которые можно использовать для записи программы. Это:

• латинские прописные буквы;
• латинские строчные буквы;
• арабские цифры;
• специальные символы (знак подчеркивания, знаки препинания, круглые, квадратные и фигурные скобки, знаки арифметических операций и д.р.)

В языке существует также некоторое количество различных цепочек символов, рассматриваемых как единые смысловые элементы с фиксированным значением. Такие цепочки символов называются служебными словами.

В программе, записанной на языке Паскаль, можно выделить:

1. заголовок программы;
2. блок описания используемых данных;
3. блок описания действий по преобразованию данных (программный блок).

Заголовок программы состоит из служебного слова program и имени программы. После имени программы ставятся точка с запятой. Блок описания данных состоит из раздела описания констант (const), раздела описания переменных (var) и некоторых других разделов. В разделе описания переменных указываются имена используемых в программе переменных и их типы. Имена переменных одного типа перечисляются через запятую, затем после двоеточия указывается их тип; описание каждого типа заканчивается точкой с запятой.

Общий вид программы:

Решение системы алгебраических уравнений методом Гаусса

Метод Гаусса — классический метод решения системы линейных алгебраических уравнений. Назван в честь немецкого математика Карла Фридриха Гаусса. Это метод последовательного исключения переменных, когда с помощью элементарных преобразований система уравнений приводится к равносильной системе треугольного вида, из которой последовательно, начиная с последних (по номеру), находятся все переменные системы.

В переменную n вводится порядок матрицы системы. С помощью вспомогательной процедуры Input вводятся двумерный массив A и одномерный массив b, после чего оба массива и переменная n передаются функции Gauss. В функции Gauss для каждого k-го шага вычислений выполняется поиск максимального элемента в k-м столбце матрицы начиная с k-й строки. Номер строки, содержащей максимальный элемент сохраняется в переменной l. В том случае если максимальный элемент находится не в k-й строке, строки с номерами k и l меняются местами. Если же все эти элементы равны нулю, то происходит прекращение выполнения функции Gauss c результатом false. После выбора строки выполняется преобразование матрицы по методу Гаусса.

Решение нелинейных уравнений

Метод Ньютона , алгоритм Ньютона (также известный как метод касательных ) — это итерационный численный метод нахождения корня заданной функции.

Дана непрерывная функция f(x), которая содержит единственный корень на отрезке [a,b], где b>a при чем определены непрерывны и сохраняют знак f`(x) f«(x). Точность е. Выбираем грубое приближение корня х 0 . Найдем значение функции точке х 0 и проведем касательную до пересечения с осью абсцисс, получим значение х 1 . Определим значение функции в точке х 1 , через эту точку проводим касательную и получаем точку х 2 . Повторим этот процесс n раз.

К сожалению, при всех своих достоинствах метод Ньютона не гарантирует сходимости. Отсутствия решения может возникнуть по нескольким причинам. Например, это может произойти из-за того, что касательная будет параллельна оси абсцисс. В этом случаи необходимо предусмотреть выход из цикла при достижении большого количества итераций.

Существуют также и другие методы, например, золотого сечения. Какой из них использовать решать вам, однако следует отметить, что наиболее быстродейственным считается метод Ньютона, затем метод хорд и последним по быстродействию является метод половинного деления. Хотя количество итераций напрямую зависит от введенных начальных данных. При удачном стечении обстоятельств решение каждым из методов может быть найдено даже при единственной итерации.

Заключение

Практически перед каждым программистом рано или поздно встает задача определения корней уравнения. На сегодняшний день существует достаточно много алгоритмов решения данной задачи. Все они могут быть разделены на два этапа: отделения и уточнения корней. Первую часть легко выполнить графическим методом. Для выполнения второго этапа решения уравнения можно воспользоваться одним из многих методов уточнения корней уравнения.

Язык программирования Паскаль является универсальным языком программирования. В нем можно выполнить самые различные решения уравнений. Язык достаточно прост и понятен для начинающих программистов.

Список литературы

1. Босова Л.Л. Информатика: учебник для 8 класса/ Л.Л. босова, А.Ю. Босова.-3-е изд.-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. — 160с.:ил.
2. http://www.cyberforum.ru
3. http://tpdn.ru/library/articles/52/13520
4. http://pcfu.ru/metod-gaussa-dlya-resheniya-slau

Текст публичного выступления

Здравствуйте уважаемые члены комиссии. Я Смольков Андрей, ученик 9Б класса МБОУ «Гимназии №7» города Торжка. Разрешите представить свой исследовательский проект по теме «Программирование решения уравнений». Языки программирования — это формальные языки, предназначенные для записи алгоритмов, исполнителем которых будет компьютер. Записи алгоритмов на языках программирования называются программами. Существует несколько тысяч языков программирования. Для данного проекта выбран язык программирования Паскаль, который был разработан в 70-х годах прошлого века Никлаусом Виртом (Швейцария). Свое название этот язык получил в честь французского ученого Блеза Паскаля, известного не только своими достижениями в математике, физике и философии, но и созданием первой в мире механической машины, выполнявшей сложение двух чисел. Язык Паскаль считается универсальным языком программирования, так как он может применяться для записи алгоритмов решения самых разных задач ( вычислительных, обработки текстов, построения графических изображений, поиска информации и т.д.). Он поддерживает процедурный стиль программирования, в соответствии с которым программа представляет собой последовательность операторов, задающих те или иные действия. Основой языка программирования Паскаль, как и любого другого языка, является алфавит — набор допустимых символов, которые можно использовать для записи программы. Это: латинские прописные буквы; латинские строчные буквы; арабские цифры; специальные символы (знак подчеркивания, знаки препинания, круглые, квадратные и фигурные скобки, знаки арифметических операций и д.р.). В языке существует также некоторое количество различных цепочек символов, рассматриваемых как единые смысловые элементы с фиксированным значением. Такие цепочки символов называются служебными словами. В программе, записанной на языке Паскаль, можно выделить: заголовок программы; блок описания используемых данных; блок описания действий по преобразованию данных (программный блок). Заголовок программы состоит из служебного слова program и имени программы. После имени программы ставятся точка с запятой. Блок описания данных состоит из раздела описания констант (const), раздела описания переменных (var) и некоторых других разделов. В разделе описания переменных указываются имена используемых в программе переменных и их типы. Имена переменных одного типа перечисляются через запятую, затем после двоеточия указывается их тип; описание каждого типа заканчивается точкой с запятой. Общий вид программы:

Метод Гаусса — классический метод решения системы линейных алгебраических уравнений. Назван в честь немецкого математика Карла Фридриха Гаусса. Это метод последовательного исключения переменных, когда с помощью элементарных преобразований система уравнений приводится к равносильной системе треугольного вида, из которой последовательно, начиная с последних (по номеру), находятся все переменные системы. На данных слайдах представлен программный продукт реализации решения уравнения методом Гаусса в Паскале. Метод Ньютона , алгоритм Ньютона (также известный как метод касательных ) — это итерационный численный метод нахождения корня заданной функции. Дана непрерывная функция f(x), которая содержит единственный корень на отрезке [a,b], где b>a при чем определены непрерывны и сохраняют знак f`(x) f«(x). Точность е. Выбираем грубое приближение корня х 0 . Найдем значение функции точке х 0 и проведем касательную до пересечения с осью абсцисс, получим значение х 1 . Определим значение функции в точке х 1 , через эту точку проводим касательную и получаем точку х 2 . Повторим этот процесс n раз. Программа на слайде. К сожалению, при всех своих достоинствах метод Ньютона не гарантирует сходимости. Отсутствия решения может возникнуть по нескольким причинам. Например, это может произойти из-за того, что касательная будет параллельна оси абсцисс. В этом случаи необходимо предусмотреть выход из цикла при достижении большого количества итераций. Практически перед каждым программистом рано или поздно встает задача определения корней уравнения. На сегодняшний день существует достаточно много алгоритмов решения данной задачи. Все они могут быть разделены на два этапа: отделения и уточнения корней. Первую часть легко выполнить графическим методом. Для выполнения второго этапа решения уравнения можно воспользоваться одним из многих методов уточнения корней уравнения.