O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi samarqand davlat universiteti abdirashidov A., Babayarov A. I


Tenglamani yechishning geometrik talqini



Yüklə 5,01 Kb.
Pdf görüntüsü
səhifə34/69
tarix07.01.2024
ölçüsü5,01 Kb.
#211260
1   ...   30   31   32   33   34   35   36   37   ...   69
AbdirashidovA.BabayarovA.I.Hisoblashusullari1-qism2018

Tenglamani yechishning geometrik talqini. 
Tenglamaning ildizlari har xil 
bo‘lishi mumkin. Geometrik nuqtai nazardan bu 
x
ildiz 

=
 f
(
x
) funksiya grafigining 
Ox
abssissa o‘qi bilan kesishish nuqtasini bildiradi. Agar birinchi tartibli hosila 
f

 
(
x


0 bo‘lsa, u holda 
x
– 
oddiy ildiz
, aks holda esa u 
karrali ildiz
deb ataladi. 
Agar barcha 
k
<
m
va
f
 
(
m
)
(
x
)

0
uchun
f
 
(
k
)

x
) = 0 bo‘lsa, u holda 
m
– 
butun son 
x
ildizning karrasi
deb ataladi. 
2.2–rasmda 
x
1
va 
x
3
– oddiy, 
x
2
– eng 
kamida ikki karrali, 
x
4
– eng kamida uch 
karrali ildiz. 
Boshqacharoq qilib aytganda, agar 
f
(
x
) funksiyani 
x
ildizi atrofida 
f
(
x
)=(
x

x
)
p
g
(
x
) ko‘rinishda ifodalash mumkin 
bo‘lsa, u holda 
g
(
x
) – chegaralangan 
f
(
x

 
2.2–rasm. Algebraik tenglama
ildizlarining sxematik tasviri.
 
funksiya (
g
(
x
)≠0) uchun 
p
– natural son 
ildizning karrasi
deb ataladi. Toq 
p
larda 
f
(
x
) funksiya [
a
,
b
] kesmada ishorasini almashtiradi, ya’ni 
f
(
a

f
(
b
)<0, juft 
p
larda esa 
yo‘q. 
Tenglamani yechishning taqribiy (iteratsion) usullari va iteratsion jarayon 
tushunchalari. 
Tenglamani yechish uchun qo‘llaniladigan t
aqribiy
(
iteratsion
) usul-
lar quyidagilar: kesmani teng ikkiga bo‘lish usuli (dixotomiya usuli); proporsional 
bo‘laklar usuli (vatarlar usuli); urinmalar usuli (Nyuton usuli); oddiy iteratsiya usuli; 
kesuvchi chiziqlar usuli; kombinatsiyali usul (bir necha usulning uyg‘un birikmasidan 
tuzilgan usul); kesimlar usuli (chiziqli interpolyatsiya qoidasi); Steffensen usuli (Ey-
tken-Steffensen usuli) va boshqa. 
Dastlabki 
f
(
x
) = 0 tenglamani 

(
x
) = 


g
(
x

f
(
x
) almashtirish orqali unga 
ekvivalent bo‘lgan ushbu 
x


(
x
) tenglamaga keltiramiz, bunda 
g
(
x
) – ishorasini 
o‘zgartirmaydigan ixtiyoriy uzluksiz funksiya. 
Iteratsion usullarda yechimning dastlabki 
x
0
– ixtiyoriy yaqinlashishi olinadi va 
u ketma-ket aniqlashtirib boriladi. Natijada yechimning 
x
0
,
x
1
,..., 
x
n
,.. ketma-ketligi 
hosil qilinadi. Tenglamani yechishning iteratsion usuliga ko‘ra uning ildiziga yaqin-
lashuvchi {
x
n
} ketma-ketlik 
0
lim




x
x
n
n
tenglikning bajarilishidan chiqariladi.
Agar bunda 
x
n
+1
ni hisoblash uchun undan oldin hisoblangan bitta 
x
n
yaqin-
lashshdan foydalanilsa, ya’ni 
x
n
+1


n
(
x
n
), u holda bu usul 
bir nuqtali
(
bir qadamli

yoki 
oddiy iteratsiya usuli
, aks holda esa, ya’ni oldin hisoblangan birnechta yaqin-
lashishdan 
x
n
+1


n
(
x
n
,
x
n
-1
,
x
n
-2
,…) kabi foydalanilsa, u holda bu usul 
ko‘p nuqtali
(
ko‘p qadamli

iteratsiya usuli
deb ataladi. Agar bunda 

n
funksiya 
n
dan bog‘liq 
bo‘lmasa, 
jarayon statsionar
, aks holda esa 
nostatsionar
deb ataladi. Masalan, oddiy 


51 
iteratsiya usuli statsionar va bir qadamli usul bo‘lib, birinchi tartibli iteratsion ja-
rayonni ifodalaydi, Nyuton usuli esa statsionar va bir qadamli bo‘lib, ikkinchi tartibli 
iteratsion jarayonni ifodalaydi.
Agarda bunda {
x
n
} ketma-ketlik 
n

∞ bo‘lganda aniq 
x
yechimga bir 
tomonlama (chapdan yoki o‘ngdan yaqinlashsa – bir tomonlama usul) yoki ikki 
tomonlama (har ikkala tarafidan yaqinlashsa – ikki tomonlama usul) intilsa, 
iterasiya 
jarayoni yaqinlashadi
deyiladi.
Faraz qilaylik, 

- ildizni topish talab qilinayotgan 
absolyut aniqlik
bo‘lsin. 
Hisoblash jarayonining tugallash kriteriyasi
: hisoblash jarayoni ikki tomonlama ya-
qinlashishida 

x
n
+1
– 
x
n

< ε shart yoki bir tomonlama yaqinlashishida 

f
(
x
n
+1
)

< ε 
va 

x
n
+1
– 
x
n

< ε shartlar bajarilgunga qadar davom ettiriladi. Shuni ta’kidlaymizki, 
bir tomonlama usullar qo‘llanilayotganda ko‘proq nisbiy aniqlikdan foydalaniladi. 
Iteratsion jarayonning yaqinlashish tezligi 
qo‘llanilayotgan taqribiy usul-
larning samaradorligini taqqoslashda muhim ahamiyatga ega. Iteratsion usul 
m
-
tartibga
(yoki 
m-tartibli
yaqinlashish tezligiga
) ega deyiladi, agar 
m
eng katta musbat 
son bo‘lib, uning uchun shunday 
q
>0 – chekli musbat son mavjud bo‘lsaki, u ushbu 

x
n
+1
– 
x


q

x
n
– 
x

m
shartni qanoatlantirsa. (
x
n
– 
x
) miqdor 
iteratsiyaning bajarilayotgan qadamidagi
ab-
solyut xatosi

q
o‘zgarmas son 
asimptotik xatoning konstantasi
deb ataladi. Bu 
q
o‘zgarmas son 
f
(
x
) funksiyaning 
x

x
nuqtadagi hosilasi orqali baholanadi.
Agar 
m
=1 va 
q

(0;1) bo‘lsa, u holda qo‘llanilayotgan usul 
chiziqli yaqinlash-
ish tezligiga
ega deyiladi (ba’zida bu holdagi usul maxraji 
q
ga teng bo‘lgan 
ge-
ometrik progressiya tezligi bilan yaqinlashadi
deyiladi).
 
Agar baholash 

x
n
+1
– 
x


q
n+
1

x
n
– 
x

m
,
n

da 
q
n


kabi bo‘lsa, u holda bu usul 
o‘ta chiziqli yaqinlashish tezligiga
ega deyiladi. O‘ta 
chiziqli tezlik haqida 1<
m
<2 bo‘lganda ham gap borishi mumkin. 
Agar 
m
=2 bo‘lsa, u holda 
yaqinlashish tezligi
kvadratik
deb ataladi (bunda 
q
ga 
cheklash qo‘yilmaydi). 
m
>2 qiymatlarda unga mos usullar 
yuqori tartibli
iteratsion 
usullar deb ataladi. Bunda 
m
qancha katta bo‘lsa usulning yaqinlashishini bajaruvchi 
shart shuncha qat’iylashib boradi.
Hisoblashlarda 
q
konstantaga nisbatan yaqinlashsh tezligi 
m
ning ahamiyati kat-
taroq. 
Agar ikkala usulda ham 
m
bir xil bo‘lsa, u holda 
q
kichik bo‘lgani tezroq yaqin-
lashadi. 
Dastlabki hollarda chiziqli yaqinlashuvchi usul (
q
=0 bo‘lganda) kattaroq 
qiymatli kvadratik yaqinlashuvchu usulga nisbatan tezroq yaqinlashadi. 
m
ning kat-
taroq qiymati tezroq yaqinlashishni ta’minlasada, 
q
ning kichik qiymatida chiziqli te-
zlik ma’qul. Ammo 
q
konstanta 1 ga yaqin bo‘lsa, u holda chiziqli tezlikning yaqin-
lashishi juda sustlashadi. 


52 
2.2. Tenglamaning ildizlarini ajratish 
Tenglamaning ildizlarini ajratish
– bu ildizlarning mavjudligini va sonini aniq-
lash hamda ularning har biri yotgan yetarlicha kichik [
a
,
b
] kesmani topishdan iborat. 
Birinchi qadamda ildizlarning soni va turi aniqlanadi, ularning sonlar o‘qida 
taqsimlanishi baholanadi. Keyin esa ana shu ildizlar yotgan interval yoki ularning 
taqribiy qiymatlari topiladi.
Ildizlarni ajratish uchun ko‘pincha quyidagi teoremalardan foydalaniladi (ularni 
isbotsiz keltiramiz). 
1-teorema (Boltsman–Koshi teoremasi). 
Agar 
f
(
x
) funksiya [
a
,
b
] kesmaning 
chetlarida har xil ishorali qiymatlarga ega bo‘lsa, u holda bu kesmaning ichida (2.1) 
tenglama hech bo‘lmaganda bitta ildizga ega. Agar (
a
,
b
) intervalda 
f

(
x
) hosila 
mavjud bo‘lib, u o‘z ishorasini almashtirmasa, u holda bu ildiz yagona. 
2-teorema. 
f
(
x
) funksiya [
a

b
] kesmada analitik funksiya bo‘lsin. Agar [
a

b

kesmaning chetki nuqtalarida 
f
(
x
) funksiya har xil ishorali qiymatlarini qabul qilsa, u 
vaqtda (2.1) tenglamaning 
a
va 
b
nuqtalar orasida yotadigan ildizlarining soni toqdir. 
Agar 
f
(
x
) funksiya [
a

b
] kesmaning chetki nuqtalarida bir xil ishorali qiymatlarni 
qabul qilsa, u vaqtda (2.1) tenglamaning ildizlari yoki [
a

b
] kesmada yotmaydi yoki 
ularning soni juftdir (karraliligini hisobga olgan holda). Transendent tenglamalar ild-
izlarining soni ixtiyoriy bo‘lishi mumkin. 
Chiziqli bo‘lmagan tenglamalar uchun ildizlarni ajtatishning umumiy usuli yo‘q. 
Buning uchun ma’lum bir qadam bilan o‘zgaruvchi 
x
larda 
f
(
x
) funksiyaning 
qiymatlarini hisoblab ko‘rish mumkin. Agar yonma-yon ikkita 
a
va 
b
nuqtalarda 
f
(
x

funksiya har xil ishorali qiymatlar qabul qilsa, ya’ni, masalan, 
f
(
a
) < 0 va 
f
(
b
) > 0
bo‘lsa yoki 
f
(
a

f
(
b


 
0 shart bajarilsa, u holda [
a
,
b
] kesmada 
f
(
x
) funksiya uzluksiz 
bo‘lganligi uchun uning shu kesmada hech bo‘lmaganda bitta ildizi mavjud bo‘ladi. 
Diqqat qiling, 
f
(
a

f
(
b
)<0 tengsizlik bajarilmagani bilan [
a
,
b
] kesmada bir nechta 
ildizlar yotishi mumkin (2.3,
a
-rasm). 
Muhandislik hisoblarida asosan haqiqiy ildizlarni topish talab etiladi. Haqiqiy 
ildizlarni ajratish masalasi umumiy holda quyidagi usullar bilan yechiladi: 
analitik
,
 
jadval va grafik usullar

Tenglama ildizlarini ajratishning jadval usulida 
f
(
x
) = 0,4

2
x
–0,5

x
–1 = 0 funksi-
yaning qiymatlar jadvali tuziladi. Buning uchun kalkulyator yoki kompyuterdan (ma-
salan, MS Excel jadval prosessoridan) foydalaniladi. MS Excel ning dastlabki ikki 
satriga 
x

f
(
x
) sarlavha qo‘yiladi (

Yüklə 5,01 Kb.

Dostları ilə paylaş:
1   ...   30   31   32   33   34   35   36   37   ...   69




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin