Upload
faint-aitnyc
View
130
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DELICIAS
Métodos Numéricos
Ing. Cyntia Araiza Delgado. M.C.
Métodos Numéricos Página 1
Unidad I Teoría de Errores
1.1 Importancia de los Métodos Numéricos.
Gran parte de la tecnología actual depende de la solución de modelos matemáticos que va desde la programación empotrada de una calculadora científica hasta el diseño y simulación de aeronaves y vuelos espaciales. La solución de un modelo matemático es sumamente sencillo puede obtenerse de manera analítica. Sin embargo, para la gran mayoría de modelos matemáticos del mundo real, las soluciones analíticas pueden no existir o ser extremadamente complejas, por lo cual se recurre a métodos numéricos, que aproximen las soluciones dentro de ciertos márgenes de tolerancia.
1.2 Conceptos Básicos.
Cifra Significativa:
Son aquellas que pueden ser empleadas en forma confiable para describir una cantidad.
Ejemplos:
.00123 3210,
1.23 x10−¿3 ¿ 3.21 x10¿3
3 C.S. 3 C.S.
Aproximación con t Cifras Significativas:
Sean Xv y Xc los valores verdadero y calculado de una cierta cantidad con Xv ≠ Xc. Decimos que Xc se aproxima a Xv con t cifras significativas cuando:
|Xv−XcXv |≤5 x10−¿ t ¿
Ejemplos:
Xv= 3.1415926 Xc se aproxima con 6 cifras significativas a Xv.
Xc= 3.1416
|3.1415926−3.14163.1415926 |≤5 x10−¿t ¿
2.3554 x 10−¿6≤5 x10−¿6¿¿
Métodos Numéricos Página 2
Métodos Numéricos Página 3
Precisión:
Expresa que tan cercana es una aproximación o una estimación con un valor respecto a las aproximaciones o iteraciones del mismo
Exactitud:
Indica que tan cercano es el valor calculado respecto al valor verdadero.
Incertidumbre:
Grado de acercamiento entre si a las diversas aproximaciones a un valor verdadero.
Sesgo:
Alejamiento sistemático del valor verdadero a calcular.
1.3 Errores
Si p* es una aproximación de p, el error se define comoE=p∗−p
Error Absoluto
EA=|p∗−p|
Error Relativo
ER=|p∗−p|p
si p≠0
Métodos Numéricos Página 4
Ejemplo:
x=3.141592654
a) X*= 3.1416 (Redondeada) b) X*= 3.1415 (Truncada)
ER=|x∗−x|x
ER=|3.1415−3.141592654|
3.141592654
ER=2.9492x10−¿5¿
ER=|3.1415−3.141592654|
3.141592654 ER=2.3383x 10−¿6 ¿
Ejemplo de la Tarea.
X=4.49921
∑i=1
501i=1
1+ 1
2+ 1
3+…+ 1
50
a) X*= 4.49b) X*= 4.50
Código:int i;double acum;acum=0;for ( I = 1 ; I < 50 ; i + + )acum = acum + ( 1 + i )console . writeline ( acum )
Métodos Numéricos Página 5
1.4 Software De Computo Numérico Software De Acceso Libre
Axiom Calc 3D Free Math Gnu Plot Jacal Mathscribe Non Euclid Octave PyLab RLab Sage Scilab Singular Surf Winplot WxMaxima
Software Comercial
Derive Lab View Maple MathCad Mathematica Scientific Workplace
Métodos Numéricos Página 6
1.5 Métodos Iterativos A diferencia de los métodos directos donde la solución o una ecuación o sistema de ecuaciones se logran siempre al primer intento siguiendo paso a paso un procedimiento determinado, los métodos iterativos obtienen la solución como resultado de una serie de aproximaciones generadas sucesivamente a partir de una aproximación inicial a la solución.
Llamamos método iterativo a un procedimiento que acepta:
a) F(x) la función a iterar, tal que ran(f)≤ dom(f) y además cumple un criterio de convergencia.
b) Xo ∈ don (f), la aproximación inicial a la solución.c) ε , tolerancia del error.
Y se encuentra mediante un numero finito de iteraciones, una solución aproximada X* (con error ≤ε) para la ecuación X= F(x).
Métodos Numéricos Página 7
a[ ]b
Unidad II Métodos De Solución De Ecuaciones.
2.1 Método del Intervalo.Cuando para encontrar la solución a una ecuación F(x)=0 partimos de un intervalo [a ,b ] dentro del cual sabemos que se encuentra la solución.
2.2 Método de Bisección.Obtener una solución F(x)=0 dada una función f continua en [a ,b ] donde f(a) y f(b) tienen signos opuestos.
Encontrar un punto P tal que
p=a+ b−a2
=b+a2
Si f (p) . f (a) > a=p (signos iguales se mueve a)
Si f (p) . f (a) < a=p (signos iguales se mueve b)
|b−a|<0.000001Tol
Métodos Numéricos Página 8
Ejemplo:
n an bn Pn F(pn) F(an)0 1 2 1.5 -0.625 -51 1.5 2 1.75 2.35 -0.6252 1.5 1.75 1.62 0.73 -0.6253 1.5 1.62 1.56 0.0364 -0.6254 1.5 1.56 1.53 -0.2984 -0.6255 1.53 1.56 1.545 -0.1320 -0.26846 1.545 1.56 1.552 -0.048 -0.13207 1.552 1.56 1.556 -0.0087 -0.0488 1.556 1.56 1.558 0.01383 -0.00879 1.556 1.558 1.557 -0.00256 -0.008710 1.557 1.558 1.5575 -0.00819 -0.0025611 1.5575 1.558 1.55775 0.01101 -0.0081912 1.5575 1.55775 1.557625 0.0096 -0.0081913 1.557625 1.55775 1.7576875 0.0103 -0.009614 1.557625 1.5576875 1.55765625 -0.00996 -0.009615 1.55765625 1.5576875 1.55767187 0.0101 -0.0099616 1.55765625 1.557671875 1.557664663 0.0100 -0.00996
f ( x )=x ¿3−4 x−10a [ 1,2 ] b
|b−a|<0.000001
|1.557671875−1.55765625|<1.5625 x10−¿5¿
Operaciones Para sacar F(an)
f (1 )=1¿3+4 (1 )−10=1+4−10=5
f (2 )=2¿3+4 (2 )−10=8+8−10=6
f (1.5 )=1.5¿3+4 (1.5 )−10=3.375+6−10=−0.625
f (1.75 )=1.75¿3+4 (1.75 )−10=2.35
f (1.62 )=1.62¿3+4 (1.62 )−10=0.73¿
f (1.56 )=1 .56¿3+4 (1.56 )−10=0.0364¿
Métodos Numéricos Página 9
Para sacar Pn
p=1+22
=32=1.5
p1=1.5+22
=3.52
=1.75
p2=1.5+1.752
=1.62
p3=1.5+1.622
=1.56
Ejercicios:
1) f ( x )=√x−Cosx [ 0,1 ] *2) f ( x )=x ¿3−7 x ¿2+14 x−6*+
a¿ [ 0,1 ] b¿ [1,3.2 ]
3) f ( x )=x ¿4−2 x¿3+4 x¿2+4 x+4*
a¿ [−2 ,−1 ]b¿ [ 0,2 ]c ¿ [ 2,3 ] d¿ [−1,0 ]
(*) Programa
(+)Cuaderno
Métodos Numéricos Página 10
a) Intervalo [0,1] f ( x )=x ¿3−7 x ¿2+14 x−6
n an bn Pn F(pn) F(an)0 0 1 0.5 -0.625 -61 0.5 1 0.75 0.984375 -0.6252 0.5 0.75 0.625 0.259765625 -0.6253 0.50 0.625 0.5625 -0.16187 -0.6254 0.5625 0.625 0.59375 0.05405 -0.161875 0.5625 0.59375 0.57816 -0.05238 -0.161876 0.57816 0.59375 0.585955 0.00115 -0.52387 0.57816 0.585955 0.58206 -0.0255 -0.52388 0.58206 0.585955 0.58401 -0.01215 -0.02559 0.58401 0.585955 0.58498 .00551 -0.0121510 0.58401 0.58498 0.584495 0.00883 -0.0121511 0.58401 0.584495 0.58425 -0.01050 -0.0121512 0.58425 0.584495 0.58437 -0.00968 -0.0105013 0.58437 0.584495 0.58443 -0.00927 -0.0096814 0.58443 0.584495 0.58446 -0.00907 -0.00927
|b−a|<0.0001
|0.584495−0.58443|=6.5 x10−¿5<0.0001¿
Métodos Numéricos Página 11
b) Intervalo [1,3.2] f ( x )=x ¿3−7 x ¿2+14 x−6
n an bn Pn F(pn) F(an)0 1 3.2 2.1 1.791 21 2.1 3.2 2.65 0.5521 1.7912 2.65 3.2 2.925 0.0858 0.55213 2.925 3.2 3.0625 -0.0544 0.08584 2.925 3.0625 2.99375 0.0063 0.08585 2.99375 3.0625 3.028125 -0.0265 0.00636 2.99375 3.028125 3.01094 -0.0107 0.00637 2.99375 3.01094 3.00234 -0.0023 0.00638 2.99375 3.00234 2.9980 0.00208 0.00639 2.9980 3.00234 3.00017 −1.7 x10−¿4 ¿ 0.0020810 2.9980 3.00017 2.9991 9.016 x 10−¿4 ¿ 0.0020811 2.9991 3.00017 2.9996 4.003 x 10−¿4 ¿ 9.016 x 10−¿4 ¿12 2.9996 3.00017 2.9999 1.0002 x10−¿4¿ 4.003 x 10−¿4 ¿13 2.9999 3.00017 3.000035 −3.4997 x10−¿5¿1.0002 x10−¿4¿14 2.9999 3.000035 2.99997 3.0002 x10−¿5 ¿ 1.0002 x10−¿4¿15 2.99997 3.000035 3.0000025 −2.5001 x10−¿6 ¿3.0002 x10−¿5 ¿
|b−a|<0.0001
|3.000035−2.99997|=6.5 x10−¿5<0.0001¿
Métodos Numéricos Página 12
2.3 Métodos de Aproximaciones Sucesivas.
También conocido como punto fijo.
Es uno de los métodos recomendados cuando queremos resolver una ecuación de la forma x=f (x):
Criterio de paro
i≥ No|Xn−Xn−1|≤ε F ( x )=x
Ejemplo:
x3−7 x2+14 x−6=0 Xo=1
Despejar x
14 x−x3+7 x2+6=014 x+7 x2+6=x3
(1) x=−x3+7x2+614
(2)x=3√7 x2−14 x+6
7 x2−14 x+6=x . x27 x2=x3−14 x+6
(3)x=7 x2−14 x+6x2 (4)x=3√ x3−14 x+6
−7
7 x2−14 x+6=x . x2
(5)7 x2−14 x+ 6x=x2 x=√ 7 x2−14 x+6
x
n Xn 1 2 3 4 50 1 1 1 1 1 11 6 /7 = 0.8571 -1 -1 1.1338 No Existe2 0.7509 3 27 1.27223 0.6802 3 1.4076
Ejercicios:
x4+2 x2−x−3=0 Xo=0
Métodos Numéricos Página 13
x−cos x=0 Xo=0
Métodos Numéricos Página 14
2.4 Métodos de Interpolación.Es una de las técnicas numéricas para resolver un problema de búsqueda de raíces F(x)=0 mas poderosas y conocidas-
Método de Newton.
Comienza con una aproximación inicial Po y genera nuevos puntos de la sig. Manera.
Pn=Pn−1−f (Pn−1)f ' (Pn−1)
Algoritmo:
Entrada: Po, TOL, No
Salida: Solución P o mensaje de Error.
1) i=12) Mientras i≤ No (pasos 3-6)
3) P=Po−f (Po)f '(Po)
4) si|P−Po|≤TOLentonces salida P y parar5) i=i+16) Po=P7) Salida (“El método fracasó después de No iteraciones”)
Ejemplo:
Tol=1x 10−¿5 ¿
f ( x )=cos ( x )−x Po=π4
n Pn F(Pn) F’(Pn)0
π4
-0.078291 -1.7071
1 0.7395 -0.0006943 -1.67392 0.7391 −2.4881 x10−¿5 ¿ -1.6736233 0.739085 3.6 x10−¿10¿ -1.6736124 0.739085 3.6 x10−¿10¿ -1.673612
Métodos Numéricos Página 15
Ejercicios:
1) f ( x )=x2−6Po=1 *+
2) f ( x )=−cos ( x )−x3Po=−1 *+
3) f ( x )=x3−2x2−5 Po=1 *
4) f ( x )=x−0.8−0.2Sen ( x )Po= π2
*
5) f ( x )=x3+3 x2−1Po=−3 *
(*) Programa
(+)Cuaderno
Método de la Secante.
Para encontrar una solución para f(x)=0 dadas las aproximaciones iniciales Po y P1
Algoritmo:
Entrada: Po, P1, TOL, No
Salida: Solución aproximada P o mensaje de error.
1) i=2qo=f (Po )q1= f ( p1)2) Mientras i≤ No ( pasos3−6 )
3) P=P1−q1 ( p1−p0 )q1−q 0
4) si|p−p1|≤TOLSalida P ,Parar5) i=i+16) Po=P1 , qo=q1 ,P1=p ,q1=f (p )7) Salida(El metodo fracasó despues de No iteraciones)
Métodos Numéricos Página 16
Ejemplo:
f ( x )=cos ( x )−x Po=0.5 P1=π4
n Pn qn=f(Pn)0 0.51
π4
-0.078291
2 0.73638 0.00452463 0.739058 0.0000045264 0.739085 0.0000002235 0.739085133 0
Ejercicios:
1) f ( x )=x2−6Po=−3 ,P1=2 *+
2) f ( x )=−x3−cos ( x )Po=−1 ,P1=0 *+
3) f ( x )=x2−10 cos ( x )Po=−2 , P1=2 *
4) f ( x )=230x4+18x3−9x2−221 x−9 Po=−2 ,P1=2 *
(*) Programa
(+)Cuaderno
Métodos Numéricos Página 17
Unidad III Métodos De Solución De Sistemas De Ecuaciones.
3.1 Métodos Iterativos.Cuando el numero de variables de los sistemas a resolver es elevado (por ejemplo mas de 100) los métodos directos resultan imprácticos, es por eso que recurrimos a los iterativos.
Método de Jacobi.
Para resolver A x→=b→ dada la aproximación inicial x (0 ), donde A es una matriz y x→ y b→ dos vectores.
Algoritmo:
Entrada: No de ecuaciones e incógnitas n, los elementos de A (ai,j), los elementos b→ y los
elementos de X o→, TOL, No.
Salida: Solución aproximada X1, X2,…,Xn o mensaje de error.
1) K=12) Mientras (K≤ No ) paso (3−6)3) Para i=1,2,3 ,…,n
X 1=−∑J=i
n
(ai , j : Xo )+bn≠n
4) si||x→−Xo→||≤TOL Salida (X1,X2,…,Xn) Parar
5) K=K+16) parai=1,2,3 ,…,n Xoi=Xi7) Salida;El metodo fracasó despues de No Iteraciones
Ejemplo:10 x−x2+2 x3=6
−x1+11 x 2−x 3−x 4=252 x1−x2+10 x3−x 4=11
3 x2−x3+8 x 4=15Xo=[ 0,0,0,0 ]
X 1=6+x 2−2 x310
X 2=25+x 1−x3−3 x 411
X 3=−11−2 x1+x 2+x 410
Métodos Numéricos Página 18
X 4=15+3 x2−x38
n X1 X2 X3 X40 0 0 0 01 0.6 2.2727 -1.1 1.8752 1.0472 1.7159 -0.8052 0.188523 0.93263 2.05331 -1.04933 1.130894 1.015197 1.95369 -0.968106 0.97984255 0.98899 2.011415 -1.01028615 -0.0213536 1.0217138 1.992240 -0.9945212 0.9944347 0.998128 2.00399 -1.005675 1.0035958 1.001534 1.998333 -0.9988671 0.9977579 0.999607 2.00085 -1.0006978 1.2503447510 0.000225 1.931625 -0.974801925 1.375036511 0.9881229 1.90003 -0.96937905 1.028790412 0.983879 1.99385 -1.0047425 1.04131636913 1.000333 1.896835 -0.9930744 1.0017134414 0.997298 2.0001926 -1.001211756 1.005802615 1.0002616 1.99806168 -0.99886008 0.99977630516 0.999578 2.000188419 -1.0002685 1.0008693617 1.0000725 1.99970013 -0.9998098 0.9998957818 0.99993197 2.00005231 -1.00005491 1.00013622619 1.00001621 1.999951671 -0.99996754 0.9999735220 0.99998868 2.000011646 -1.000010723 1.00002218121 1.0000033 1.99999195 -0.999994353 0.99999429222 0.999998065 2.00000237 -0.1555552036 1.00000372523 1.0000006 1.999998623 -0.999999003 .999998856
X 1=√(1.0000006−0.999998065 )2+(1.999998623−2.00000237 )2+(−.999999003+1.000002036 )2+¿(.999998856−1.000003725)2
X 1=7.305647405 x 106≤1 x10−5
Métodos Numéricos Página 19
Ejercicios:
1)3 x1−x2+x 3=1
3 x 1+6 x2+2 x3=03 x1+3 x 2+7x 3=4
*
2)10x 1−x 2=9
−x1+10 x 2−2 x3=6−2 x2+10 x3=6
*+
3)10 x1+5 x 2=6
5 x1+10 x2−4 x 3=254 x 2+8 x3−x 4=11
*+
−x3+5x 4=−11
4)4 x1−x2−x 4=0
−x1+4 x 2−x3−x5=5−x2+4 x3−x6=0
*
x1−4 x 4−x5=6
−x 2−x 4+4 x5−x6=−2−x 3−x 5+4 x 6=6
5)4 x1+x 2+ x3+x 5=6
−x1−3 x2+x3+ x4=62 x1+x 2+5 x 3+4 x4−x 5=6
*
−x1−x2−x3+4 x 4=62 x2−x3+x 4+4 x 5=6
(*) Programa
(+)Cuaderno
Métodos Numéricos Página 20
Método de Gauss-Seidel.
Ejemplo:
10 x1+x 2+2x 3=6x 1+11x 2−x 3+3 x 4=25
2 x1+x 2−10 x3−x 4=−11
3 x2−x3+8 x 4=15
X (0 )=[ 0,0,0,0 ]
X 1=6+x 2−2 x310
X 2=25+x 1−x3−3 x 411
X 3=−11−2 x1+x 2+x 410
X 4=15+3 x2−x38
n X1 X2 X3 X40 0 0 0 01 .6 2.3272 -0.9872 0.87892 1.03016 2.03693 -1.014449 0.984353 1.00658 2.00355 -1.002526 0.9983534 1.0008602 2.0002978 -1.000307 0.999855 1.0000912 2.0000213 -1.000031 0.999996 1.0000083 2.00000066 -1.0000026 0.999999
X 1=√(1.0000006−1.00000083 )2+(2.00000009−2.0000066 )2+(−1.0000002+1.0000026 )2+¿(0.9999999−0.999998)2=8.135410254 X 10−6
Métodos Numéricos Página 21
3.2 Sistema De Ecuaciones No Lineales.
Método iterativo secuencial
Un sistema de ecuaciones no lineales tuene la forma:
f 1 ( x1 , x2 ,…, xn )=0f 2 ( x1 , x2 ,…, xn )=0
⋮fn ( x1 , x2 ,…, xn )=0
Este método resuelve.
g1 (x 1 , x 2 ,… ,xn )=x1g2 (x 1 , x 2 ,… ,xn )=x2
⋮gn (x 1 , x 2 ,… ,xn )=x3
Ejemplo:
3 x1−cos x2 x 3−12=0
x12−81 (x2+0.1 )2+Senx 3+1.06=0
e−x 1x 2+20 x3+ 10π−33
=0
X (0 )= [0.1,0 .1,0 .1 ]
x1=cos x2 x3+ 1
23
x2=√ x12+sen x 3+1.06−.1
81
x3=−( 10π−3
3 )−e−x 1x 2
20
n X1 X2 X30 0.1 0.1 0.11 0.499983 0.0201764 -0.5231012 0.499981434 0.000025561 -0.52309693 0.5 0.000025684 -0.5235981364 0.5 0.000025684 -0.523598136
La línea 3 y 4 son iguales por lo tanto el resultado es cero.
Métodos Numéricos Página 22
Métodos Numéricos Página 23
3.3 Interacción Y Convergencia En Un Sistema De Ecuaciones.
Método de Newton-Rapson.
Para aproximar la solución del sistema no lineal.
F→ (x→)=0→ dadax→(0)
Algoritmo:
Entrada: No de incógnitas y ecs. n, aproximación (x→ (0 ))=[ x1 , x 2 ,…,xn ] , TOL ,No .
Salida: Solución aproximada x→ o mensaje de error
1) K=12) Mientras K≤ No (pasos 3−7 )3) Calcular F→ ( x ) y J→(x ')4) Resolver el sistema lineal J→ (x ' ) y→=−F→ ( x )5) x→=x→+ y→
6) Si||y||≤TOLSalida (x→ ) parar7) K=K+18) Salida(“No máximo de iteraciones excedido”)
F→ (x→(K−1 ) )=
f 1(x1(K−1 ) x 2→(K−1 ) ,…, xn→ (K−1))f 2(x1(K−1 ) x 2→(K−1 ) ,…, xn→ (K−1))
⋮fn (x1(K−1 ) x2→ (K−1 ) ,…, xn→ (K−1))
y→=
y 1y 2⋮yn
J→(x→)=
∂ f 1∂ x1
∂ f 1∂ x2
∂ f 1∂xn
∂ f 2∂ x1
∂ f 2∂ x2
∂ f 2∂xn
⋮∂ fn∂ x 1
∂ fn∂x 2
∂ fn∂xn
Métodos Numéricos Página 24
Ejemplo:
f 1x12+x2−37=0
f 2x 1−x22−5=0
f 3 x 1+x 2+x3−3=0
f→ ( x )=[ x12+x2−37
x 1−x22−5
x 1+x2+x 3−3]=[ 02+0−370−02−5
0+0+0−3]=[−37−5−3 ]
J→ (x→ )=[2x 1101−x2
2 011 1 ]=[ 2 (0 ) 10
1−2 (0 )0111 ]=[0 10
1 00111]=[ y 1
y 2y 3]=−[−37
−5−3 ]
[0 y1+ y 2+0 y 3=37y1+0 y2+0 y 3=5y1+ y2+ y 3=3 ]=[ y1=5
y2=37y3=−39]
[ 52+37−375−372−5
5+37−39−3]=−[ 251369
0 ]J→ (x→ )=[ 2(5)10
1−2(37)01 11 ]=[ 10 1 0
1−74 01 11 ]=[ 10 10
1−74 01 11 ]=[ y1
y2y3]=−[ 25
−13690 ]
Métodos Numéricos Página 25
Ejercicios (Programados):
1)4 x1
2−20 x1+ 14x2
2+8=0
12x1 x2
2+2x 1−5 x2+8=0
2)x 1 (1−x 1 )+4 x 2=12
(x1−2)2+(2x−3)2=25
3)
15 x1−x22−4 x 3=13
x12+10x 2−x 3=11
x23−25 x 3=−22
4) 5 X 12−x22=0x 2−.25 (senx 1+cosx 2 )=0
Métodos Numéricos Página 26
Documento:
“Ejemplo De Aplicaciones De Los Métodos Numéricos A Problemas De Ingeniería”
Autor:
Dr. Salvador Botello Rionda
Métodos Numéricos Página 27
Unidad IV Diferenciación E Integración Numérica.
4.1 Diferenciación Numérica.
4.1.1 Formulas de diferenciación progresiva y regresiva.
F ( x )=limh→0
f (Xo+h )−f (Xo)h
Cuando h>o es Dif. Progresiva
Cuando h>o es Dif. Regresiva
Ejemplo:
Xo=1.8 F(x)=Ln(x)
Xo F(Xo) F’(Xo)1.7 0.530628 0.571591.8 0.587787 0.540661.9 0.641853 0.512942.0 0.693147 0.48792.1 0.741937 0.4879
4.1.1 Formulas de 3 puntos.
f ' ( xo )= 12h
[−3 f ( xo )+4 f ( xo+h )−f ( xo+2h ) ]
f ' ( xo )= 12h
[ f ( xo+h )−f (xo−h)]
4.1.1 Formulas de 5 puntos.
f ' ( xo )= 12h
[ f ( xo−2h )+8 f ( xo−h )−8 f ( xo+h )−f ( xo+2h ) ]
f ' ( xo )= 12h
[25 f ( xo )+48 f ( xo+h )−36 f ( xo+2h )−16 f ( xo+3h )−3 f (xo+4 h ) ]
Métodos Numéricos Página 28
Ejemplo:
h=0.2
Xo F(Xo) F’(Xo)0.78 0.703279 0.7145750.80 0.717356 0.696620.82 0.7311458 0.6834250.84 0.744693 0.6674050.86 0.757842 0.651150.88 0.770739 0.63711250.90 0.783327 0.637125
4.2 Integración Numérica.
4.2.1 Regla del Trapecio
∫a
b
f ( x )dx=h2
[ f ( xo )+ f (x 1)]
Donde
Xo=a
X1=b
h= X1-Xo
Ejemplo:
∫0
2dxx+1
=22 [ 1
0+1+ 1
2+1 ]=1+ 13=4
3
f ( x )= 1x+1
Xo=0
X1=2
h= 2 - 0 = 2ln (x+1){20=ln3−ln 1=1.09861
Métodos Numéricos Página 29
4.2.1 Regla de Simpson.
∫a
b
f ( x )dx=h3
[ f ( xo )+4 f ( x 1 )+ f (x 2)]
h=b−a2
xo=a
x2=b
x1= a+h
Ejemplo:
∫a
bdxx+1
=13 [ 1
0+1+4( 1
1+1 )+ 12+1 ]=1
3 [ 103 ]=10
9=1.1111111
4.2.3 Integración de Roomberg.
∫a
b
f ( x )dx
R1,1=h12
[F (a )+F (b ) ]=b−a2
[ f (a )+f (b ) ]
Para k=2,3,…, n
Rk−1=12
[Rk−1,1+hk−1 ]∑i=1
2k−2
f (a+ (2i−1 ) )hk
Para k=2,3,…, k
Rk , j=Rk , j−1+Rk , j−Rk−1 , j−1
4 j−1−1
Tabla de Resultados
R1,1
R2,1 R2,2
R3,1 R3,2 R3,3
R4,1 R4,2 R4,3 R4,4
Rn , 1 Rn , 2 Rn , 3 Rn , 4 Rn , n
Métodos Numéricos Página 30
Ejemplo:
∫0
π
sin x dx n=6
f ( x )=Sen x a=0b=π h1=π−0=π
R1,1=h2
(f (a )+f (b ) )=π2
(sen 0+sen π )=0
R2,1=12 (R1,1+h1∑
i=1
22−2
f ( 0+(2i−1 ) )h2)k=2
h2= h1
22−1=π
2
R2,1=12 (0+π∑
i=1
1
f ( 0+(2 i−1 ) ) π2 )=R2,1=
12 (π (f (0+ (2i−1 ) ) π
2))=1
2 [ πf ( π2 )]R2,1=
12 (πSen π2 )=π2
n 1 2 4 5 61 02
π2
2.09439
3 1.896118 2.00455856 1.99856984 1.974231 2.00026867 1.9999827 2.0000051275 1.9935700 2.00001633 1.9999995 1.999999767 1.999999746 1.99839319 2.00000092 1.9999999 1.999999906 1.999999907 1.999999907
Métodos Numéricos Página 31
4.3 Integración Múltiple
Cuadratura Gaussiana.
∫c
d
∫a
b
f ( x , g )dydx≈ (b−a)(d−c )4
∑j=1
m
∑i=1
n
CmjCn , i f (b−a
2r n ,i+
b+a2,d−c
2rm, j+
d+c2
)
Métodos Numéricos Página 32
Unidad V Interpolación.
5.1 Polinomios de Interpolación de Newton.
Para obtener los coeficientes del polinomio.
Pn (x )=f [Xo ]+∑k=1
n
f [ xo , x1 , x2 ,…, xn ] ( x−xo )…(x−xk−1)
Ejemplo:
k xk F(xk) F’(xk)0 1.3 0.6200860 -0.5220321 1.6 0.4554022 -0.56989592 1.9 0.2818186 -0.5811571
Ejercicios:
1)
xj F(xj) F’(xj)8.3 17.56492 3.1162568.6 18.50515 3.151762
f (8.4 ) f ( x )=xln(x)
Métodos Numéricos Página 33
2)
xj F(xj) F’(xj)-0.5 -0.024750 0.7510000-0.25 0.3349375 2.1890000 1.1010000 4.002000
f (−13 ) f ( x )=x3+4.0001 x2+4.002x+1.101
3)
xj F(xj) F’(xj)0.1 -0.6249958 3.585020820.2 -0.28398668 3.140332710.3 0.00660095 2.666680430.4 0.2484244 2.16529366
f (0.25 ) f ( x )=x005 x−2 x2+3x−1
5.2Polinomio de Interpolación de LaGrange.Primero definimos
Lo ( x )= x−xixo−x 1
L1 (x)= x−xox1−xo
Y se define el polinomio
p ( x )=Lo ( x )F ( Xo )+ Li(X ) f (x)
Para mas funciones
Ln , k ( x )= ∏i=o i≠ k
n (x−Xi )(Xk−Xi)
El polinomio será
Pn (x )=∑K=0
n
f (Xk ) Ln ,k ( x )
Métodos Numéricos Página 34
Ejemplo:
i Xi F(Xi)0 2 0.51 2.5 0.42 4 0.253 5 0.20
L3,0= ∏i=o i≠ k
3 (x−Xi)(Xk−Xi)
=(x−X 1)(Xo−X 1)
.(x−X 2)
(Xo−X2).
(x−X3)(Xo−X 3)
L3,0=( x−2.5 )(2−2.5 )
.( x−4 )(2−4 )
.( x−5 )(2−5 )
=( x−2.5 ) ( x−4 ) (x−5 )
(−0.5 ) (−2 ) (−3 )
L3,0=( x−2.5)(x−4 )( x−5)
(−3)
L3,1=(x−xo)(x−x 2)(x−x3)
(x 1−xo)(x 1−x 2)(x 1−x3)=
(x−2)(x−4)(x−5)1.875
L3,2=(x−xo)(x−x 2)( x−x3)
(x 2−xo)(x 2−x 2)(x 2−x 3)=
(x−2)(x−2.5)( x−5)3
L3,3=(x−xo)( x−x2)(x−x3)
( x3−xo )(x3−x2)(x3−x3)=
(x−2)(x−2.5)(x−4)7.5
P3 (x )=f ( xo )L3,0+ f ( x 1 )L3,1+ f (x 2 ) L3,2+ f ( x3 )L3,3
P3 (3 )=0.5 [(x−2.5)(x−4)( x−5)−3 ]+0.4 [ (x−2)(x−4)(x−5)
1.875 ]+0.25[ (x−2)(x−2.5)(x−5)−3 ]+0.20[ (x−2)(x−2.5)(x−5)
7.5 ]P3 (3 )=0.5 [ 1
−3 ]+0.4 [1.0666 ]+0.25[ 1−3 ]+0.20 [−.0666 ]
P3 (3 )=0.33
Ejercicio:
Métodos Numéricos Página 35
i Xi F(Xi)0 0.0 1.000001 0.2 1.221402 0.4 1.491823 0.6 1.822124 0.8 2.22554
5.3Interpolacion Segmentada.
Método de Hermite.
H 2n+1 ( x )=∑J=0
n
f (Xj )H n , j+¿∑J=0
n
f ( Xj)H∆n , j ¿
H n+1=[1−2 ( x−xj ) L'n , j ( x ) ]Ln , j(x )
H∆n , j=( x−xj )L'n , j ( x )
Ejemplo:
Obtener el polinomio de Hermite y aproximar para F(1.5)
i F(Xi) F’(Xi)1.3 0.6200860 -0.52202321.6 0.4554022 -0.56989591.9 0.2818186 -0.5811571
N=2
L2,0=( x−x1 ) ( x−x2 )
( xo−x1 ) ( xo−x2 )=
( x−1.6 ) ( x−1.9 )(1.3−1.6 ) (1.3−1.9 )
= x2−1.6 x−1.9 x+3.04
(−0.3 ) (−0.6 )= x
2−3.5 x−3.040.18
L2,0=(2x )−3.5
0.18
L2,1=(x−xo ) ( x−x2 )
( x1−xo ) ( x1−x 2 )=
( x−1.3 ) ( x−1.9 )(1.6−1.3 ) (1.6−1.9 )
= x2−3.2 x+2.08(0.3 ) (−0.3 )
= x2−3.2x−2.47−0.09
L2,1=(2x )−3.2−0.09
L2,2=( x−xo ) ( x−x1 )
( x2−xo ) ( x2−x1 )=
( x−1.3 ) ( x−1.6 )(1.9−1.3 ) (1.9−1.6 )
= x2−2.9 x+2.08
(0.6 ) (0.3 )= x2−2.9 x−2.08
.18
L2,2=(2x )−2.9
0.18
H 2,0=[1−2(x−xo )L'2,0](L '2,0)2
H 2,0=[1−2 ( x−1.3 )]( 2 x−3.5 x+3.04.18 )
2
Métodos Numéricos Página 36
H∆2,0=( x−xo )L'2,0
2=(x−1.3)[ x2−3.5 x+3.40.18 ]
2
H 2,1=[1−2 ( x−1.6 )( 2 x−3.2x−0.09 )] [( x2−3.2x+2.47
−0.09 )2]
H∆2,1=( x−1.6 ) [ x2−3.2x+2.47
−0.09 ]2
H 2,2=[1−2 ( x−1.9 )( 2x−2.9x.18 ) ][ x2−2.9 x+2.08
.18 ]2
H∆2,2=( x−1.9 )[ x2−2.9x+2.08
.18 ]2
H 5=f ( xo )H 2,0+f ( x1 )H 2,1+ f (x 2 )H 2,2+¿ f ' ( xo) H∆2,0+f
' ( x 1)H ∆2,1+f ' (x2 )H ∆
2,2¿
H 5=0.632143341
Ejercicios:
1)
xj F(xj) F’(xj)8.3 17.56492 3.1162568.6 18.50515 3.151762
f (8.4 ) f ( x )=xln(x)
2)
xj F(xj) F’(xj)-0.5 -0.024750 0.7510000-0.25 0.3349375 2.1890000 1.1010000 4.002000
f (−13 ) f ( x )=x3+4.0001 x2+4.002x+1.101
Métodos Numéricos Página 37
3)
xj F(xj) F’(xj)0.1 -0.6249958 3.585020820.2 -0.28398668 3.140332710.3 0.00660095 2.666680430.4 0.2484244 2.16529366
f (0.25 ) f ( x )=x005 x−2 x2+3x−1
Unidad VI Solución de Ecuaciones Diferenciales.
6.1 Método de un Paso
Método de Euler.
Para resolver una ED y '=f (x , y ) dentro del intervalo a≤ x≤b con la condición inicial y (a )=α con N iteraciones.
La solución está dada por wi+1+hf ( xi ,wi )donde xi=a+ihWo (o )=α h=b−aN
Ejemplo:
y '= y−x2+1 0≤x ≤2 y (0 )=.5N=10
i xi wi yi |yi−wi|0 0.0 0.5 0.5 01 0.2 0.8 0.8292986 0.2929862 0.4 1.152 1.2140876 0.06208073 0.6 1.5504 1.6489406 0.09854064 0.8 1.98848 2.1272295 0.13874955 1.0 2.458176 2.640859 0.1826836 1.2 2.9498112 3.1799415 0.23013037 1.4 3.45177344 3.732400 0.280626568 1.6 3.950128128 4.283483 0.3333548729 1.8 4.428153754 4.815176 0.387022210 2.0 4.865784505 5.3054719 0.439687
Métodos Numéricos Página 38
Ejercicios:
1) y '=xe3 x−2 y 0≤ x≤1 y (0 )=0N=5 *+
2) y '=1+(x− y )2 2≤x ≤3 y (2 )=1N=10 *
3) y '=1+ yx
1≤x ≤2 y (1 )=2N=10*+
4) y '=cos 2x+Sen3 x 0≤x ≤1 y (0 )=1N=10 *
(*) Programa
(+)Cuaderno
Método de Rounge_kutta
Dada la ED y '=f (x , y ) en a≤ x≤b y y (a )=α , el método aproxima la solución de la sig. Manera:
Wo=α
K 1=hf ( xi,wi)
K 2=hf (xi+ h2,wi+ k 1
2)
K 3=hf (xi+ h2,wi+ k 2
2)
K 4=hf (xi+h ,wi+k3)
wi+1=wi+ 16(k 1+2k 2+2k3+k 4)
Donde h=b−aN
i xi wi yi |yi−wi|0 0.0 0.5 0.5 01 0.2 0.82928 0.82928 0.0000062 0.4 1.214043307 1.2140876 4.42 x10−5
3 0.6 1.648881828 1.6489406 5.87 10−5
4 0.8 2.127153575 2.1272295 7.59 x10−5
5 1.0 2.640762709 2.640859 9.62 x10−5
6 1.2 3.179820906 3.1799415 1.20 x10−5
Métodos Numéricos Página 39
7 1.4 3.732250588 3.732400 1.49 x10−5
8 1.6 4.283300201 4.283483 1.82 x10−5
9 1.8 4.814952199 4.815176 2.23 x10−5
10 2.0 5.29075359 5.3054719 0.01 x10−5
6.2 Método De Pasos Múltiples.
Corrector Predictor de Adams.
Calcular w1, w2 y w3 con Rounge_kutta a partir de i=4.5,…,N
X=a+ih
Predice w
w=w3+h[ 55 f ( x3 ,w3 )−59 f ( x2 ,w2 )+37 f (x 1 ,w1 )−9 f (xo ,wo)24 ]
Corrige wi
wi=w3+h[ 9 f ( x ,w )−19 f (x 3 ,w3 )+5 f ( x 2,w 2 )−f (x1 ,w1)24 ]
Ejemplo:
y '= y−x2+1o≤ x≤2 y (o )=0.5N=10
i xi wi yi0 0.0 0.5 0.51 0.2 0.82928 0.829282 0.4 1.15856 1.21408763 0.6 1.48784 1.64894064 0.8 2.023352533 2.12722955 1.0 2.520078434 2.6408596 1.2 3.030228351 3.17994157 1.4 3.549730104 3.7324008 1.6 4.0604522692 4.2834839 1.8 4.542751759 4.81517610 2.0 4.972726431 5.3054719
Métodos Numéricos Página 40
6.3 Sistema De Ecuaciones Diferenciales.
Sistema de orden m de problemas de valor inicial de primero orden puede expresarse como:
u1'du1dx
=f 1(x ,u1 ,u2 ,…,um)
u2'du2dx
=f 2(x ,u1 ,u2 ,…,um)
⋮
um' dumdx
=fm(x ,u1, u2 ,…,um)
Para a≤ x≤b con condiciones iniciales.
u1' (a)=α 1u2' (a)=α 2
⋮um' (a)=αm
Método de Rounge_kutta
Entrada: a, b, m, N, condiciones iniciales α 1 , α 2 ,…,αm
Salida: aproximaciones wi a uj(x)
1) h=b−aN
x=a
2) para j=1,2 ,…,mwj=αj3) Salida(x ,w1,w2 ,…,wm)4) parai=1 ,2 ,…, N pasos(5−11)5) para j=1,2 ,…,mkj=hfj(x ,w1 ,w2 ,…,wm)
6) para j=1,2 ,…,mk 2 j=hfj(x+ h2,w1+
k1,1
2,w2+
k1,2
2,…,wm+
k1 ,m
2)
7) para j=1,2 ,…,mk 3 j=hfj(x+ h2,w1+
k 1,1
2,w2+
k1,2
2,…,wm+
k1 ,m
2)
8) para j=1,2 ,…,mk 4 j=hfj¿9) para j=1,2 ,…,mwj ¿10) x=a+ih11) Salida ( x ,w1 ,w2 ,…,wm )12) Parar
Métodos Numéricos Página 41
Anexos
Métodos Numéricos Página 42
Instituto Tecnológico de Delicias
Método Bisección
Métodos Numéricos
Nombre de la maestra: Cyntia Araiza Delgado
Nombre de los integrantes: Cesar Guerrero
Fernando Soto
Fernando Reyes
13 de Febrero del 2012
Métodos Numéricos Página 43
Introducción
En esta ocasión el programa que se creo utiliza el método de Bisección el cual consiste en encontrar el valor que se encuentra en medio entre un intervalo cerrado [a, b]. Se basa en el teorema de Bolzano, el cual establece:
Una función f : R ! R es cero de al menos un valor de x entre a y b si f es continua en el intervalo cerrado [a, b] y f(a) y f(b) tienen signos opuestos.
La estrategia de este método, es partir de un intervalo [a, b] que cumple la condición f(a)f(b) < 0 y en cada iteración bisectar lo para obtener un nuevo intervalo [a1, b1] que también cumple con f(a1)f(b1) < 0 , hasta obtener un intervalo [an, bn] que cumple f(an)f(bn) < 0 pero además |b − a| <=tol, para un correspondiente a la tolerancia del error.
Se presentara el algoritmo utilizado:
Dado: f: función asociada a la ecuación f(x) = 0 a resolver, a y b: valores iníciales que cumplen f(a)f(b) < 0, : tolerancia del error. Entrega: c: la solución aproximada a la ecuación f(x) = 0 con un errorBiseccion (f, a, b, tol)2: repeats (a + b)/24: if f(s) = 0 then .// caso excepcionalreturn s6: else if f(a)f(s) < 0 thenb = s8: elsea = s10: end ifuntil |b − a| <=tol12: return send
Métodos Numéricos Página 44
LENGUAJE EN EL QUE SE DESARROLLO LA APLICACIÓN
C#.- es un lenguaje de programación orientado a objetos desarrollado y estandarizado por Microsoft como parte de su plataforma .NET, que después fue aprobado como un estándar por la ECMA (ECMA-334) e ISO (ISO/IEC 23270). C# es uno de los lenguajes de programación diseñados para la infraestructura de lenguaje común.
Métodos Numéricos Página 45
Interfaz Grafica
A través de imágenes se explicara el programa utilizado para resolver problemas asignados durante la semana pasada.
El programa consiste de:
Cuatro botones, cada botón realiza la función que aparece en la superficie del botón. Un botón elimina los datos de los cuadros de texto y los listbox.
Aparecen cuatro cuadros de texto
o El primer cuadro de texto es utilizado para capturar el número de iteraciones que se desea utilizar para resolver la función. En ocasiones el usuario ingresa muchas iteraciones, para ello, el programa se detiene cuando encuentra las condiciones que cumplan el algoritmo.
o El segundo y tercero son utilizados para capturar los valores del intervalo [a,b]
Métodos Numéricos Página 46
o La tolerancia del error es capturada dentro del tercer cuadro de texto. Ojo: la tolerancia se debe ser ingresada en forma decimal y no utilizando notación científica.
Se utilizan dos listbox para demostrar los resultados.
PARAMETROS CON LOS QUE SE PROBO LA APLICACIÓN.
a b
f(x)=√X – Cos X [0 , 1] TOL= 1x10-4
f(x)= X3 – 7X2 + 14X – 6
a)[0,1] b)[1,3.2]
Métodos Numéricos Página 47
a)
b)
f(x)= X4 – 2X3 – 4X2 + 4X + 4
a) [-2,1] b)[0,2]
Métodos Numéricos Página 48
c)[2,3] d)[-1,0]
a)
b)
c)
Métodos Numéricos Página 49
d)
Métodos Numéricos Página 50
INSTITUTO TECNOLOGICO DE DELICIAS
METODOS ITERATIVOS:
JACOBI Y GAUSS-SEIDEL
METODOS NUMERICOS
Nombre de la maestra: Cyntia Araiza Delgado
Nombre de los integrantes: Cesar Guerrero
Fernando Soto
Fernando Reyes
Métodos Numéricos Página 51
Introducción
En esta ocasión el programa que se creo utiliza los métodos de solución de sistemas de ecuaciones de jacobi y de gauss-seidel.
-El método de jacobi consiste en resolver Ax=b dada una aproximación inicial x (0), donde A es una matriz, y x y b dos vectores.
ALGORITMO PARA EL METODO DE JACOBI
ENTRADA: No. de ecuacion e incognitas n, los elementos de A, los elementos de b y los elementos de Xo, TOL,No.
SALIDA: Solucion aproximada x1,x2,….xn o mensaje de error.
1) K=12) Mientras k <= No (pasos 3-6)3) Para i=1,2,….,r)
Xi=∑(ai,x0)+b4) Si ll x-x0ll<= TOL
SALIDA (x1,x2,…..,xn) parar5) K=k+16) Para i=1,2,3,….,n
X=07) SALIDA (‘EL METODO FRACASO DESPUES DE No. Iteraciones.
En análisis numérico el método de Gauss-Seidel es un método iterativo utilizado para resolver sistemas de ecuaciones lineales. Es un método iterativo, lo que significa que se parte de una aproximación inicial y se repite el proceso hasta llegar a una solución con un margen de error tan pequeño como se quiera. Buscamos la solución a un sistema de ecuaciones lineales, en notación matricia.
ALGORITMO PARA METODO GAUSS-SEIDEL
función Gauss-Seidel ( , )// es una aproximación inicial a la solución//para hasta convergencia hacerpara hasta hacer
para hasta hacer
Métodos Numéricos Página 52
si entonces
fin para
fin paracomprobar si se alcanza convergenciafin para
LENGUAJE EN EL QUE SE DESARROLLO LA APLICACIÓN
C#.- es un lenguaje de programación orientado a objetos desarrollado y estandarizado por Microsoft como parte de su plataforma .NET, que después fue aprobado como un estándar por la ECMA (ECMA-334) e ISO (ISO/IEC 23270). C# es uno de los lenguajes de programación diseñados para la infraestructura de lenguaje común.
Interfaz Grafica
A través de imágenes se explicara el programa utilizado para resolver problemas asignados durante la semana.
El programa consiste de:
Once botones, cada botón realiza la función que aparece en la superficie del botón. Un botón elimina los datos de los cuadros de texto y los listbox.
Aparece un cuadro de texto
Métodos Numéricos Página 53
o El cuadro de texto es utilizado para capturar el número de iteraciones que se desea utilizar para resolver la función. En ocasiones el usuario ingresa muchas iteraciones, para ello, el programa se detiene cuando encuentra las condiciones que cumplan el algoritmo.
Se utilizan siete listbox para demostrar los resultados.
PARAMETROS CON LOS QUE SE PROBO LA APLICACIÓN.
METODO DE JACOBI.
1) 3X1-X2+X3=13X1+6X2+2X3=03X1+3X2+7X3=4
2) 10X1-X2=9-X1+10X2-2X3=6-2X2+10X3=6
Métodos Numéricos Página 54
3) 10X1+5X2
5X1+10X2-4X3
-4X2+8X3-X4= -11-X3+5X4= -11
4) 4X1-X2-X4=0 -X1+4X2-X3-X5=5 -X2+4X3-X6=0 -X1+4X4-4X5=6 -X2-X4+4X5-X6=-2 -X3-X5+4X6=6
Métodos Numéricos Página 55
5)4X1+X2+X3+X5=6-X1-3X2+X3+X4=62X1+X2+5X3+4X4-X5=6X1-X2-X3+4X4=62X2-X3+X4+4X5=6
Métodos Numéricos Página 56
METODO DE GAUSS-SEIDEL.
1) 3X1-X2+X3=13X1+6X2+2X3=03X1+3X2+7X3=4
2) 10X1-X2=9-X1+10X2-2X3=6-2X2+10X3=6
3) 10X1+5X2
5X1+10X2-4X3
Métodos Numéricos Página 57
-4X2+8X3-X4= -11-X3+5X4= -11
4) 4X1-X2-X4=0 -X1+4X2-X3-X5=5 -X2+4X3-X6=0 -X1+4X4-4X5=6 -X2-X4+4X5-X6=-2 -X3-X5+4X6=6
Métodos Numéricos Página 58
5)4X1+X2+X3+X5=6-X1-3X2+X3+X4=62X1+X2+5X3+4X4-X5=6X1-X2-X3+4X4=62X2-X3+X4+4X5=6
Métodos Numéricos Página 59
Instituto Tecnológico de Delicias
Método de la Secante
Métodos Numéricos
Nombre de la maestra: Cyntia Araiza Delgado
Nombre de los integrantes: Cesar Guerrero
Fernando Soto
Fernando Reyes
21 de Febrero del 2012
Métodos Numéricos Página 60
Introducción
En método se que utilizo en esta ocasión es el de la Secante, este método consiste del siguiente algoritmo:
Entrada: Po,P1,Tol,No
Salida: Solución aproximada P o mensaje de error
1. I=0;
Qo=F(Po)
Q1=F(P1)
2. Mientras i<=No(Pasos 3-6)
3. P=P1-(Q1(P1-Po))/Q1-Qo
4. Si |P-P1|<=Tol
Salida P1, parar
5. i=i+1;
6. Po=P1;
Qo=Q1;
P1=P;
Q1=F(P);
7. Salida (“El método fracaso de No iteraciones”);
Este método se basa en la utilización de dos puntos x0 y x1 como aproximaciones iníciales a la solución de la ecuación f(x) = 0, y calcula el tercer punto x2 resolviendo la siguiente ecuación de la secante, para y = 0 y x2 = x:
Métodos Numéricos Página 61
LENGUAJE EN EL QUE SE DESARROLLO LA APLICACIÓN
C#.- es un lenguaje de programación orientado a objetos desarrollado y estandarizado por Microsoft como parte de su plataforma .NET, que después fue aprobado como un estándar por la ECMA (ECMA-334) e ISO (ISO/IEC 23270). C# es uno de los lenguajes de programación diseñados para la infraestructura de lenguaje común.
Métodos Numéricos Página 62
Interfaz Grafica
En la siguiente imagen se muestra el programa que se creo en el cual se utiliza el método ya mencionado anteriormente y se hicieron ejemplos en clase.
El programa consiste de:
Cinco botones, cuatro de ellos realiza la función que se muestra en ellos. El otro botón se encarga de limpiar o borrar los datos de los cuadros de texto y listbox.
Se muestran tres cuadros de texto
o El primer cuadro de texto que se muestra es utilizado para darle el número de iteraciones que se desea que realice el programa o que crea que son las correctas para resolver la función. El programa se detiene cuando encuentra las condiciones que cumplan el algoritmo.
o El segundo y tercero son utilizados para capturar las aproximaciones iníciales (Po y P1).
Se utilizan tres listbox
o El primero muestra el número de iteraciones que se utilizan.
o En el segundo muestra los valores que salen en Pn.
o En el tercero se muestra el valor de Qn.
Métodos Numéricos Página 63
PARAMETROS CON LOS QUE SE PROBO LA APLICACIÓN.
f(x)= x2 -6 Po= -3 P1= 2 TOL=1x10-5
Métodos Numéricos Página 64
f(x)= -x3 -Cosx Po= -1 P1= 0 TOL=1x10-5
Métodos Numéricos Página 65
f(x)= x2 -10Cosx Po= -2 P1= 2 TOL=1x10-5
Métodos Numéricos Página 66
f(x)= 230x4+18x3+9x2-221x-9 Po= -2 P1= 2 TOL=1x10-5
Métodos Numéricos Página 67
Instituto Tecnológico de Delicias
Método Roomberg
Métodos Numéricos
Nombre de la maestra: Cyntia Araiza Delgado
Nombre de los integrantes: Cesar Guerrero
Fernando Soto
Fernando Reyes
27de abril del 2012
Métodos Numéricos Página 68
Introducción
En esta ocasión el programa que se creo resuelve el método de Roomberg para integración.
El Método de Romberg genera una matriz triangular cuyos elementos son estimaciones numéricas de
la integral definida siguiente:
Usando la extrapolación de Richardson de forma reiterada en la regla del trapecio. El método de Romberg
evalúa el integrando en puntos equiespaciados del intervalo de integración estudiado. Para que este método
funcione, el integrando debe ser suficientemente derivable en el intervalo, aunque se obtienen resultados
bastante buenos incluso para integrandos poco derivables. Aunque es posible evaluar el integrando en puntos
no equiespaciados, en ese caso otros métodos como la cuadratura gaussiana o la cuadratura de Clenshaw–
Curtis son más adecuados.
Métodos Numéricos Página 69
LENGUAJE EN EL QUE SE DESARROLLO LA APLICACIÓN
C#.- es un lenguaje de programación orientado a objetos desarrollado y estandarizado por Microsoft como parte de su plataforma .NET, que después fue aprobado como un estándar por la ECMA (ECMA-334) e ISO (ISO/IEC 23270). C# es uno de los lenguajes de programación diseñados para la infraestructura de lenguaje común.
Métodos Numéricos Página 70
Interfaz Grafica
A través de imágenes se explicara el programa utilizado para resolver problemas asignados durante la semana pasada.
El programa consiste de:
Cuatro botones, cada botón realiza la función que aparece en la superficie del botón. Un botón elimina los datos de los cuadros de texto y los listbox.
Aparecen cinco ListBox
o Cada listbox demuestra una posición de la matriz generada por el método de Roomberg
Métodos Numéricos Página 71
PARAMETROS CON LOS QUE SE PROBO LA APLICACIÓN.
a b
∫x^4 dx [0 , 1] n=4
∫2dx/x-4 [0,0.5]
Métodos Numéricos Página 72
∫x²lnx dx [1,1.5]
Métodos Numéricos Página 73
∫e^3x sen2x dx [0, π/4]
Métodos Numéricos Página 74
INSTITUTO TECNOLÓGICO
De DELICIAS
Métodos: Runge Kutta y Euler
Catedrático.-Cyntia Araiza Delgado M. C.
Francisco Javier Salazar ContrerasAracely Escudero Urrutia
Métodos Numéricos Página 75
EQUIPO:
INTRODUCCIÓN
En esta ocasión se han programado los métodos de Runge Kutta Y Euler. Nuestra aplicación está programada en C# y se muestra enseguida.
Métodos Numéricos Página 76
Esta ventana es donde está en ejecución el programa y esta con dos apartados mencionados en la introducción y los cuales los llevan por título respectivamente.
Cada método contiene los mismos cuatro ejercicios separados en pestañas. En este caso llegamos ala conclusión de que Euler es mejor.
Métodos Numéricos Página 77