Ważne!

Metoda siecznych służy do wyznaczenia przybliżonej wartości pierwiastka funkcji  w badanym przedziale . W algorytmie metody siecznych cyklicznie wyznacza się wartości funkcji w kolejnych punktach oraz . Następnie prowadzi się sieczną (prostą łączącą wartości w punktach) łączącą wartości funkcji w punktach oraz . Punkt przecięcia siecznej z osią to punkt . Jeśli dokładność wyniku jest odpowiednia, punkt ten jest miejscem zerowym. Jeśli chcemy uzyskać dokładniejszy wynik, zapisujemy do punktu wartość , a do punktu wartość . Wykonujemy kolejne powtórzenie omawianych kroków aż do uzyskania odpowiednio dokładnego wyniku.

Wzór na obliczenie :

x0 = x1 - f(x1) · x1 - x2f(x1) - f(x2)

Aby zastosować metodę siecznych, funkcja musi:

  • być ciągła,

  • być określona,

  • na końcach zadanych przedziałów przyjmować różne znaki.

Metoda siecznych należy do metod numerycznych oraz określa przybliżoną wartość pierwiastka funkcji, obarczona jest zatem potencjalnymi błędami obliczeń numerycznych.

1
Problem 1

Napisz program, który metodą siecznych wyznaczy pierwiastek x 0 dla zadanej funkcji. Przyjmij, że pierwiastek wyznaczany jest dla przedziału z początkiem w punkcie punktStartowy oraz z końcem w punkcie punktKoncowy, a także kolejnych, coraz mniejszych przedziałów, aż do spełnienia warunków:

  • | punktStartowy punktKoncowy | epsilon

  • | f( x 0 ) | < epsilon0

gdzie zmienne epsilonepsilon0 określają dokładność wyznaczania pierwiastka.

Za początek każdego nowego przedziału (przechowywanego w zmiennej punktStartowy) przyjmujemy punkt końcowy poprzedniego przedziału, a za koniec (przechowywany w zmiennej punktKoncowy) ostatni wyznaczony pierwiastek funkcji.

Swój program przetestuj dla funkcji f ( x ) = x 2 2, wartości zmiennych epsilon oraz epsilon0 równych odpowiednio 0,01 i 0,0001, a także przedziału liczbowego [   1 ,   1,5   ] .

Specyfikacja:

Dane:

  • punktStartowy - początek badanego przedziału; liczba rzeczywista

  • punktKoncowy - koniec badanego przedziału; liczba rzeczywista

  • epsilon - dokładność wyznaczania pierwiastka; liczba rzeczywista

  • epsilon0 - dokładność porównania wartości funkcji dla wytypowanego pierwiastka z zerem; liczba rzeczywista

Wynik:

Program na standardowym wyjściu zwraca wyznaczony metodą siecznych pierwiastek x0 zadanej funkcji.

R1aPNdqJOkQZj
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
1
Polecenie 1

Porównaj swoje rozwiązanie z filmem przedstawiającym przykładową implementację algorytmu wyznaczania pierwiastka funkcji za pomocą metody siecznych w języku C++.

R1G6LLgS719NX
Film przedstawiający prezentację dotyczącą metod numerycznych oraz implementacji algorytmu pierwiastka kwadratowego.
Polecenie 2
R1WCuKgDNGMpD
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.