Создать компьютерную модель приближенное решение уравнений

Практическая работа Приближенное решение уравнений

Практическая работа

Приближенное решение уравнений

Просмотр содержимого документа
«Практическая работа Приближенное решение уравнений»

Приближенное решение уравнений

Создать компьютерную модель «Приближенное решение уравнений» с использованием электронных таблиц Microsoft Excel, которая позволяет найти корень уравнения x 3 = sin x приближенными методами (графическим и с помощью метода Подбор параметра).

Представить функцию в табличной форме, построить ее график, который позволит определить корни уравнения грубо приблизительно.

Представить заданное уравнение в табличной форме.

Для грубо приближенного определения корня построить диаграмму типа график. По графику грубо приближенно можно определить, что х=0,8.

Для поиска решения с заданной точностью используем метод Подбор параметра. Точность подбора зависит от заданной точности представления чисел в ячейках таблицы (например, до трех знаков после запятой). Методом подбора параметра необходимо определить значение аргумента х (ячейка В14) равно нулю.

Выделить ячейку со значением функции В14 и ввести команду [Сервис-Подбор параметра…].

На панели Подбор параметра в поле Значение ввести требуемое значение функции (в данном случае 0).

В поле Изменяя значение ячейки ввести адрес ячейки $А$14, в которой будет производиться подбор значения аргумента, и щелкнуть по кнопке ОК.

На панели Результат подбора параметра будет выведена информация а величине подбираемого и подобранного значений.

В ячейке аргумента А14 появится подобранное значение 0,929. Таким образом, корень уравнения х=0,929 найден с заданной точностью.

Аналогично определите второй корень уравнения.

Задание для самостоятельной работы. Создать компьютерную модель «Приближенное решение уравнений» с использованием электронных таблиц Microsoft Excel, которая позволяет найти корень уравнения х 3 = sin х графическим способом.

Исследование математических моделей. Приближенное решение уравнений

Оборудование: карточки с построенными блок-схемами решения уравнений. Компьютеры с настроенными программами MS Excel и Turbo Basic.

1. Организационный момент. (3 минуты)

2. Актуализация знаний (5 минут)

3. Объяснение нового материала (20 минут)

4. Выполнение задания (40 минут)

5. Подведение итогов урока (10 минут)

6. Постановка домашнего задания (2 минуты)

Ход урока

1. Объявление темы урока, постановка целей.

На прошлом уроке мы говорили о том, как построить компьютерную модель так, чтобы эта модель была правильной, и чтобы она помогла изучить необходимые свойства объекта.

Мы определили основные этапы построения и исследования компьютерной модели. На примере построения физической модели движения тела, брошенного под углом к горизонту, стало понятно, почему необходимо соблюдать последовательность выполнения всех этапов.

Напомним друг другу эту последовательность.

1. Построение описательной информационной модели, которая выделяет существенные с точки зрения целей проводимого исследования параметры объекта.

2. Создание формализованной модели, где фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объекта.

3. Преобразование формализованной модели в компьютерную модель (построение алгоритма решения задачи и написание программы на языке программирования или построение компьютерной модели с использованием одного из приложений).

4. Проведение компьютерного эксперимента и получение результатов.

5. Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели.

Сегодня мы исследуем математическую модель. Исследование математических моделей начинается с записи формальной модели на языке математики.

Из курса алгебры известно, что далеко не все уравнения имеют точные решения. Мы умеем решать только отдельные типы уравнений: линейные, квадратные, тригонометрические и т.д. Уравнения, которые не решаются точными методами всегда можно решить приближенным способом с любой степенью точности.

При решении уравнений выделяют 2 этапа:

1) отделение корней;

2) уточнение корня с использованием какого-то метода.

1 этап – отделение корней. Существует 2 способа отделения корней.

1 способ. Графически. Корнем уравнения является точка пересечения графика соответствующей функции с осью абсцисс. Найдем отрезки (интервалы изоляции корня), построив график функции в MS Excel. Если функция непрерывна и на концах отрезка принимает разные знаки, то имеется хотя бы один корень.

2 способ. Компьютерный. На 1 карточке представлена блок-схема решения поставленной задачи – отделение корней. (Приложение 1)

В результате выполнения программы получим все интервалы изоляции корней.

2 этап – уточнение корня методом половинного деления.

Идея метода состоит в выборе точности решения и сведении первоначального отрезка, на котором существует корень уравнения, к отрезку заданной точности. Процесс сводится к последовательному делению отрезка пополам точкой и отбрасыванию той половины отрезка (или), на котором корня нет.

Выбор нужной половины отрезка основывается на проверке знаков значений функции на его концах. Выбирается та половина, на которой произведение значений функции на концах отрезка отрицательно, то есть где функция пересекает ось абсцисс.

Процесс продолжается до тех пор, пока длина отрезка не станет меньше удвоенной точности. Деление этого отрезка пополам дает значение корня с заданной точностью.

На 2 карточке построена блок-схема решения задачи – уточнение корня методом половинного деления. (Приложение 2)

4. Задание.

Решить следующие уравнения:

1)

2)

Поострить математическую модель для приближенного решения уравнений. Провести этап отделения корней двумя способами, описанными выше.

(Учащиеся выполняют задание, записывая все этапы построения модели в тетради.)

5. Ученики защищают свои работы и им выставляются оценки за урок.

6. Домашнее задание.

Приближенно решить уравнения с использованием компьютерной модели в электронных таблицах методом подбора параметра.

Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / Н.Д. Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003.

Приближенное решение уравнений в электронных таблицах

Тип урока: Изучение и закрепление новых знаний.

Вид занятия: практическая работа с использованием компьютера.

Продолжительность занятия: два урока.

Цель: Научиться решать уравнения с заданной точностью на заданном отрезке.

• развитие исследовательской, познавательной деятельности учащихся;
• развитие умений использовать различные программные средства при решении одной задачи;
• развитие коммуникативных способностей учащихся.

Методы обучения: наглядный, исследовательский, практический.

1. Операционная система Windows;
2. Microsoft Excel из пакета Microsoft Office;
3. Microsoft Visual Basic 6.0.

1. Организационный момент.
2. Создание проблемной ситуации.
3. Использование графического метода для приближенного решения уравнений в электронных таблицах.
4. Изучение метода половинного деления при решении уравнений.
5. Моделирование листа электронных таблиц для приближенного решения уравнения методом половинного деления.
6. Моделирование проекта “Приближенное решение уравнения” на объектно-ориентированном языке Visual Basic 6.0.
7. Компьютерный эксперимент.
8. Анализ полученных результатов.
9. Подведение итогов урока.

1. Организационный момент.

2. Создание проблемной ситуации.

– Сегодня нам предстоит решить задачу нахождения приближенного корня уравнения cos(x)=x, используя различные программные средства. Запишите тему урока: “Приближенное решение уравнений разными инструментальными средствами.”

– Пока вы не знаете никаких математических приемов решения этого уравнения, но знаете программу, в которой можно приближенно решить его графическим способом. Какая это программа? (Microsoft Excel.)

3. Использование графического метода для приближенного решения уравнений в электронных таблицах.

– В чем смысл метода? (Нужно построить график функции y = cos(x)–x на некотором отрезке, абсцисса точки пересечения графика с осью OX является корнем уравнения cos(x)=x.)

– Что нужно определить для построения графика? (Отрезок, на котором существует корень.)

– Сделайте это математическим методом. (Множеством значений левой части уравнения, функции y = cos(x), является отрезок [-1; 1]. Поэтому уравнение может иметь корень только на этом отрезке.)

– Итак, найдите приближенный корень уравнения cos(x)=x на отрезке [-1; 1] с шагом, например, 0,1 в программе Microsoft Excel.

– Приближенный корень уравнения х=0,75. Однако это приближение не обладает высокой точностью. Для нахождения приближенного корня уравнения с указанной заранее точностью используются математические методы, в частности, метод половинного деления.

4. Изучение метода половинного деления при решении уравнений.

Рассмотрим непрерывную функцию f(х), такую, что корень данного уравнения является точкой пересечения графика этой функции с осью ОХ.

Идея метода половинного деления состоит в сведении первоначального отрезка [а; b], на котором существует корень уравнения, к отрезку заданной точности h.

Процесс сводится к последовательному делению отрезка пополам точкой с=(а+b)/2 и отбрасыванию половины отрезка ([a; c] или [c; b]), на которой корня нет. Выбирается тот отрезок, на концах которого функция принимает значения разных знаков, т.е. произведение этих значений отрицательно. Функция на этом отрезке пересекает ось абсцисс. Концам этого отрезка вновь присваивают обозначения a, b.

Это деление продолжается до тех пор, пока длина отрезка не станет меньше удвоенной точности, т.е. пока не выполнится неравенство (b-a)/2 = e

Практическая работа

Приближенное решение уравнений

Просмотр содержимого документа
«Практическая работа Приближенное решение уравнений»

Приближенное решение уравнений

Создать компьютерную модель «Приближенное решение уравнений» с использованием электронных таблиц Microsoft Excel, которая позволяет найти корень уравнения x 3 = sin x приближенными методами (графическим и с помощью метода Подбор параметра).

Представить функцию в табличной форме, построить ее график, который позволит определить корни уравнения грубо приблизительно.

Представить заданное уравнение в табличной форме.

Для грубо приближенного определения корня построить диаграмму типа график. По графику грубо приближенно можно определить, что х=0,8.

Для поиска решения с заданной точностью используем метод Подбор параметра. Точность подбора зависит от заданной точности представления чисел в ячейках таблицы (например, до трех знаков после запятой). Методом подбора параметра необходимо определить значение аргумента х (ячейка В14) равно нулю.

Выделить ячейку со значением функции В14 и ввести команду [Сервис-Подбор параметра…].

На панели Подбор параметра в поле Значение ввести требуемое значение функции (в данном случае 0).

В поле Изменяя значение ячейки ввести адрес ячейки $А$14, в которой будет производиться подбор значения аргумента, и щелкнуть по кнопке ОК.

На панели Результат подбора параметра будет выведена информация а величине подбираемого и подобранного значений.

В ячейке аргумента А14 появится подобранное значение 0,929. Таким образом, корень уравнения х=0,929 найден с заданной точностью.

Аналогично определите второй корень уравнения.

Задание для самостоятельной работы. Создать компьютерную модель «Приближенное решение уравнений» с использованием электронных таблиц Microsoft Excel, которая позволяет найти корень уравнения х 3 = sin х графическим способом.

Устанавливая рекомендуемое программное обеспечение вы соглашаетесь
с лицензионным соглашением Яндекс.Браузера и настольного ПО Яндекса .

Описание презентации по отдельным слайдам:

Приближенное решение уравнений c помощью электронных таблиц MS EXСEL

1 способ графического решения уравнений с одним неизвестным Пусть дано уравнение f(x)=g(x). Приведем это уравнение к виду f(x)-g(x)=0 Введем функцию у=f(x)-g(x). Построим график этой функции Количество точек пересечения графика с осью абсцисс дает число корней уравнения Абсциссы точек пересечения и есть решения данного уравнения

2 способ графического решения уравнений с одним неизвестным Пусть дано уравнение f(x)=g(x). Введем функции у= f(x) и у =g(x). Построим графики этих функций в одной системе координат. Количество точек пересечения дает число корней уравнения. Абсциссы точек пересечения и есть решения данного уравнения.

Алгоритм использования команды Подбор параметра: Решить нужную задачу с каким – либо начальным значение параметра; Выбрать команду Подбор параметра в меню Сервис; В появившемся окне диалога Подбор параметра в поле Установить в ячейке указывается адрес ячейки, значение в которой нужно изменить (такая ячейка называется целевой); В поле Значение – то числовое значение, которое должно появиться в целевой ячейке; В поле Изменяя значение ячейки ввести ссылку на ячейку с параметром

Использование надстройки Подбор параметра для 1 способа По графику видно, что ближайший аргумент к точке пересечения оси Х с графиком функции равен -1,1. По таблице значений функции можно определить, что этот аргумент функции хранится в ячейке А5 Выделить ячейку В5 со значением функции и выполним команду Сервис-Подбор параметра…. В диалоговом окне в поле Значение: ввести требуемое значение функции (0). В поле Изменяя значение ячейки: ввести адрес $A$5, в который будет производится подбор значения аргумента. Кнопка ОК В ячейке аргумента A5 появится подобранное значение – 1,296. Корень уравнения найден с заданной точностью.

Графическое решение систем уравнений с двумя неизвестными Пусть дана система уравнений f(x,y)=0 и y(x,y)=0 1. Рассмотрим каждое из них в виде y=f(x) и y=u(x); 2. Построим эти кривые на одном графике; 3. Определим координаты точек их пересечения, что будет являться решением исходной системы уравнений.

х1≈-0,5 у1≈5 х2≈1,5 у2≈5

Домашнее задание: 1. § 1.3.4 Н.Д.Угринович «Информатика и ИКТ» 11 класс – вопросы 1,2 2. Практическое задание: решить графически систему уравнений

Устанавливая рекомендуемое программное обеспечение вы соглашаетесь
с лицензионным соглашением Яндекс.Браузера и настольного ПО Яндекса .

1 способ графического решения уравнений с одним неизвестным

Пусть дано уравнение

Приведем это уравнение к виду f(x) — g(x) =0 Введем функцию у= f ( x )- g ( x ). Построим график этой функции Количество точек пересечения графика с осью абсцисс дает число корней уравнения

Абсциссы точек пересечения и есть решения данного уравнения 2 способ графического решения уравнений с одним неизвестным

Пусть дано уравнение f(x)=g(x) .

Введем функции у= f ( x ) и у = g ( x ). Построим графики этих функций в одной системе координат. Количество точек пересечения дает число корней уравнения. Абсциссы точек пересечения и есть решения данного уравнения.

• Барсуков Сергей ВладимировичНаписать 1577 16.01.2015

Номер материала: 306027

Устанавливая рекомендуемое программное обеспечение вы соглашаетесь
с лицензионным соглашением Яндекс.Браузера и настольного ПО Яндекса .

16.01.2015 2520

16.01.2015 1574

16.01.2015 784

16.01.2015 489

16.01.2015 383

16.01.2015 572

16.01.2015 647

Не нашли то что искали?

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.