Решение вычислительных задач на компьютере (язык С++)

1. Решение вычислительных задач на компьютере (язык С++)

1
Решение
вычислительных задач
на компьютере
(язык С++)
§ 70. Решение уравнений
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
http://kpolyakov.spb.ru

2. Метод деления отрезка пополам

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
2
Метод деления отрезка пополам
.
y
Алгоритм:
1) вычислить середину
x*
0
c
a
b x
отрезка: c
a b
2
2) если на отрезке [a,c] есть
решение, присвоить
b:=c, иначе a:=c
?
?
Что напоминает?
3) повторять шаги 1-2 до тех
пор, пока b a 2
п.2: как определить, есть ли решение?
Вариант:
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
1, x 0
sign x 0, x 0
1, x 0
http://kpolyakov.spb.ru

3. Метод деления отрезка пополам

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
3
Метод деления отрезка пополам
.
Алгоритмический язык:
delta:= 2*eps
нц пока b - a > delta
c:= (a + b) / 2
если f(a)*f(c) <= 0 то
b:= c
sign(f(a)) <> sign(f(c))
иначе
a:= c
все
кц
вывод 'x = ', (a+b)/2
?
Как меняется длина отрезка?
?
За сколько шагов уменьшится в 1000 раз?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
http://kpolyakov.spb.ru

4. Метод деления отрезка пополам

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
4
Метод деления отрезка пополам
.
C++:
float delta = 2*eps;
while( b - a > delta ) {
float c = (a + b) / 2;
if( f(a)*f(c) <= 0 )
b = c;
else a = c;
}
cout << "x = " << fixed << setw(6)
<< setprecision(3) << (a+b)/2;
?
?
Как меняется длина отрезка?
За сколько шагов уменьшится в 1000 раз?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
http://kpolyakov.spb.ru

5. Полёт мяча

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
5
Полёт мяча
y
v0
неизвестен
H
x
S
10 м
2м
4м
x v0 t cos ,
gt 2
y v0 t sin
2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
http://kpolyakov.spb.ru

6. Полёт мяча

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
6
Полёт мяча
Задача. Найти угол (и время t) при котором x = S и y = H:
gt 2
S v0 t cos , H v0 t sin
2
Решение:
S
t
v0 cos
v0 S sin
g S2
H
2
v0 cos
2v0 cos 2
g S2
f ( ) S tg 2
H 0
2
2v0 cos
Диапазон углов для поиска: [0 ...90 ] 0...
2
Как уточнить?
?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
http://kpolyakov.spb.ru

7. Уточнение диапазона углов

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
7
Уточнение диапазона углов
min arctg
H
S
H
Диапазон углов для поиска: arctg ...
S 2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
http://kpolyakov.spb.ru

8. Полёт мяча

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
8
Полёт мяча
Программа на алгоритмическом языке:
pi:= 3.1415926
u:= 0
delta:= 2*eps
нц пока u < pi/2
если f(u)*f(u+delta) <= 0 то
вывод 'Угол: ', (u+eps)*180/pi
вывод ' градусов', нс
все
u:= u + delta
кц
1 35,6
2 65,8
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
http://kpolyakov.spb.ru

9. Полёт мяча

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
9
Полёт мяча
Программа на языке C++:
float u = 0;
float delta = 2*eps;
while( u < M_PI/2 ) {
if( f(u)*f(u+delta) <= 0 ) {
float alpha = (u+eps)*180/M_PI;
cout << "Угол: " << fixed << setw(4)
<< setprecision(1)
<< alpha << " градусов";
}
u += delta;
}
1 35,6
2 65,8
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
http://kpolyakov.spb.ru

10. Полёт мяча

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
10
Полёт мяча
Использование табличного процессора:
имя ячейки
или диапазона
Диапазон углов:
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
http://kpolyakov.spb.ru

11. Полёт мяча

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
11
Полёт мяча
S $B$1
Excel: РАДИАНЫ
Диаграмма XY:
Excel: Точечная
1 35
2 65
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
3
2
1
0
-1
10
20
30
40
50
60
-2
-3
-4
-5
-6
http://kpolyakov.spb.ru

12. Полёт мяча

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
12
Полёт мяча
с графика!
начальное приближение
Сервис – Подбор параметра:
целевая
ячейка
нужно
f( ) = 0
?
Как найти второе
решение?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
изменяем
начальное
приближение
результат
в H2!
http://kpolyakov.spb.ru

13. Конец фильма

Решение вычислительных задач, 10 класс, C++
13
Конец фильма
ПОЛЯКОВ Константин Юрьевич
д.т.н., учитель информатики
ГБОУ СОШ № 163, г. Санкт-Петербург
[email protected]
ЕРЕМИН Евгений Александрович
к.ф.-м.н., доцент кафедры мультимедийной
дидактики и ИТО ПГГПУ, г. Пермь
[email protected]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018-2019
http://kpolyakov.spb.ru