63
84
,
3
2
2
1
1
8
1
R
ni hosil qilamiz. Berilgan tenglamada
x
ni –
x
ga almashtirsak,
0
8
8
5
)
(
2
4
1
x
x
x
x
f
tenglama kelib chiqadi. Bu tenglama musbat ildizlarning yuqori chegarasi uchun ham
R
<3,84 tengsizlik kelib chiqadi, ya’ni Lagranj teoremasiga ko‘ra misol shartida beril-
gan tenglamaning ildizlari (–3,84; 3,84) kesmada joylashgan ekan.
Nyuton teoremasini qo‘llaylik. Bu yerda
f
1
(
x
) =
x
4
–5
x
2
–8
x
–8=0 ,
8
10
4
)
(
3
x
x
x
f
,
10
12
)
(
2
x
x
f
,
x
x
f
24
)
(
,
0
)
(
x
f
IV
,
ko‘rinib turibdiki,
x
> 2 uchun
0
)
(
,
0
)
(
,
0
)
(
x
f
x
f
x
f
IV
va
0
)
(
x
f
.
Osongina payqash mumkinki,
x
> 2, bo‘lsa
f
(
x
) ham faqat
musbat qiymat qabul qi-
ladi, ya’ni
c
=2 musbat ildizlarining yuqori chegarasi ekan. Xuddi shuningdek,
f
1
(
x
)=0
tenglama musbat ildizlarning yuqoroi chegarasi
c
=3 ekanligiga ishonch hosil qilamiz.
Demak, berilgan tenglamaning ildizlari (–3; 2) kesmada yotar ekan (2.10-rasm).
Har uchala usul natijalarini solishtirsak, Nyuton usuli, garchi ko‘proq mehnat
talab qilsada, ildizlar chegaralari uchun yaxshiroq natija berishi ko‘rinadi.
2.10-rasm.
f
(
x
)=
x
4
-5
x
2
+8
x
-8=0 funksiyaning Excel da chizilgan grafigi.
3-misol.
Ushbu
f
(
x
)=
x
4
–
x
3
–2
x
2
+3
x
–3=0 tenglamaning ildizlarini analitik usul bi-
lan ajrating.
Yechish.
Berilgan
f
(
x
) funksiya grafigining kritik nuqtalarini
f
(
x
) = 4
x
3
–3
x
2
–4
x
+3 = 0 yoki 4
x
(
x
2
–1)–3(
x
2
–1) = 0
yoki (4
x
–3)(
x
2
–1)=0 yoki (4
x
–3)(
x
–1) (
x+
1)=0
tenglamadan aniqlaymiz:
x
1
= –1;
x
2
= 1;
x
3
= 3/4.
f
(
x
) funksiya ishoralarining jadvalini quramiz:
x
–
–1
3/4
1
+
sign
f
(
x
)
+
–
–
–
+
64
Bu jadvaldan ko‘rinadiki,
berilgan
f
(
x
) funksiya ikkida haqiqiy ildizga ega:
x
1
(–
; –1] va
x
2
[1; +
). Ildizlar yotgan oraliqlarni kichraytiramiz:
x
–
–2
3/4
1
+2
+
sign
f
(
x
)
+
+
–
–
+
+
Shunday qilib, haqiqiy ildizlar
yotgan kesmalar:
x
1
[–2;–1] va
x
2
[1; 2].
Berilgan tenglamaning ild-
izlarini ajratishni uning Maple
dasturida
chizilgan grafigidan
ko‘ramiz:
>
with
(
plots
):
f
:=
x
4
–
x
3
–2
x
2
+3
x
–3;
plot
(
f
,
x
=–2..2);
Sinov savollari
1.
Chiziqli bo‘lmagan tenglamalarni yechishning aniq usullaridan qaysilarini bilasiz?
2.
Ildizlarni ajratishning birinchi bosqichida nima qilish kerak?
3.
Chiziqli bo‘lmagan tenglama yechimining mavjudligi shartini ayting. Bu talablar
zarur va yetarli shart bo‘la oladimi?
4.
Agar
f
(
a
)
f
(
b
)
0 shart bajarilsa siz bu vaziyatda qanday yo‘l tutasiz?
5.
Chiziqli bo‘lmagan tenglama yechimining mavjudligini aniqlashda [
a
,
b
] kesma
kattaroq qilib tanlansa, qanday «salbiy holatlar» yuzaga keladi?
Mashqlar
Quyidagi tenglamalarning haqiqiy ildizlarini ajrating:
1.
0
sin
20
2
x
x
;
2.
0
1
2
2
2
x
x
;
3.
0
6
2
4
x
x
;
4.
0
2
2
.
2
x
x
;
5.
0
2
2
x
e
x
;
6. 1,8
x
2
+ cos(
x
+2) = 0;
7.
0
2
2
2
4
x
x
x
;
8. 2
x
– 3ln
x
– 3 = 0;
9.
x
4
–35
x
3
+38
x
2
–10
x
+1=0;
10.
x
5
–4
x
4
+6
x
3
–3
x
2
+2
x
+1=0;
11.
x
2
– cos
x
= 0;
12. ctg
x
–
x
/3 = 0;
13.
x
2
+ 4
x
sin
x
= 0;
14. 1,8
x
2
– sin10
x
= 0;
15.
x
lg
x
– 1,2 = 0;
16. ctg1,05
x
–
x
2
= 0.
Izoh.
Bu jarayonni MS Excel dasturi yoli matematik paketlardan biri yordamida
ham bajarib, olingan natijalarning to‘g‘ri ekanligiga yana bir bor ishonch hosil qiling.
65
2.4. Nochiziqli tenglama oddiy ildizlarini topishning taqribiy usullari
Quyida
f
(
x
)
=
0 tenglamaning faqat oddiy ildizlarini topish masalasi qaraladi.
Buning uchun masala umumiy holda quyidagi shartlar bilan qo‘yiladi.
Masalaning qo‘yilishi.
Chekli [
a,b
] kesmada aniqlangan,
uzluksiz, ikki marta
differensiyallanuvchan, ya’ni birinchi va ikkinchi tartibli hosilalari shu kesmada
mavjud va unda bu hosilalari o‘z ishorasini saqlaydigan (birinchi hosilasi nolga
aylanmaydigan)
f
(
x
) funksiya uchun
f
(
x
)
=
0 tenglama [
a,b
] kesmada yagona yechimga
ega bo‘lsin va bu yechimni berilgan
>
0 aniqlikda taqribiy hisob usullari yordamida
topish talab qilinadi.
Skanirlash usuli.
Berilgan
f
(
x
)
=
0 tenglamaning [
a,b
] kesmadagi ildizi ajratilgan
bo‘lsin. [
a,b
] kesma berilgan yetarlicha kichik
uzunlikdagi kesmalarga bo‘linadi va
hosil bo‘lgan kesmalarning oxirlarida
y
=
f
(
x
) funksiyaning qiymatlari hisoblanadi. Bu
qiymatlarni tahlil qilish bilan qaysi oraliqda funksiya o‘z ishorasini almashtirayotgan-
ligini (yoki qiymati aniq nolga teng ekanligini (bu juda kamdan kam holda kuza-
tiladi)) aniqlash mumkin (2.11-rasm).
(2.1) tenglamaning yechimi sifatida
tanlangan kesmaning chegaralaridagi xox-
lagan
x
i
–
chap yoki
x
i
+1
– o‘ng uchi
nuqtasini, yanada aniqroq bo‘lishi uchun
esa, kesmaning o‘rtasidagi
x
= (
x
i
+
x
i
+1
)/2 nuqtani olish mumkin. Bu bilan biz
talab qilingan
aniqlikdagi yechimga er-
ishgan bo‘lamiz.
Amaliyotda bu usul
qo‘llanilganda ko‘pincha [
a,b
] kesma 2
yoki
/2 uzunlikdagi kesmalarga bo‘linishi
ham mumkin, bu asosiy natijaga deyarli
ta’sir qilmaydi.
2.11-rasm. Skanirlash usulining sxemat-
ik tasviri.
Usulning samaradorligini oshirish maqsadida aniqlashtirishni bir necha bos-
qichda bajarish ham mumkin. Dastlabki bosqichda [
a,b
] kesma
ning
kattaroq
qiymatlarida bo‘laklarga bo‘linadi, ya’ni qo‘pol yechim topiladi. Keyingi bosqichda
esa shu topilgan oxirgi kesma bo‘lagi yana bo‘laklarga bo‘linadi va yanada aniqroq
yechimga erishiladi. Bu jarayon bir necha marotaba takrorlanishi ham mumkin. Bu
bilan kamroq qadamlar bilan berilgan xatolikdagi yechimga erishish mumkin.
Bu usul juda ham sodda bo‘lganligi uchun uning tahliliga va tadbiqiga oid mi-
sollarga to‘xtalib o‘tirmaymiz.
Dostları ilə paylaş: