Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 09. 11. 2021 16:21 — Editoval xm111 (09. 11. 2021 16:21)

xm111
Příspěvky: 33
Pozice: Student
Reputace:   
 

Výpočet kořenů transcendentní rovnice

Zdravím. Poprosil bych o radu při řešení úlohy, kterou mám na procvičení, ale i přes x hodin hledání se mi nedaří pochopit princip a postup, jak správně vypočítat kořeny qn

Zadanou mám rovnici  (q/Bi) = cot(q)

Kdy Bi = 0,146

předběžné výsledky, které jsem dostal jsou  q1 = 0,372955, q2 = 3,187344, q3 = 6,3306321

Za žádnou cenu se mi nedaří dostat na tyto hodnoty. Od učitele jsem pouze dostal radu ať to udělám  v excelu nebo jiném programu na to vhodném. Ale ani to se mi bohužel nedaří. V příloze zasílám obrázek pro představu. děkuji

https://ctrlv.cz/uVJl

Offline

 

#2 09. 11. 2021 16:58 — Editoval Mirek2 (09. 11. 2021 17:14)

Mirek2
Příspěvky: 1181
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

Jedno přibližné řešení získáme, když místo cot(x) vezmeme první dva členy Taylorova rozvoje.
Další pomocí předpokladu, že se moc neliší od [mathjax]\pi[/mathjax], resp. [mathjax]2\pi[/mathjax].

Tímto postupem dostaneme řešení s přesností na 3 až 4 číslice, jestli to stačí.

Vhodný program by byl WolframAlpha :) ale to se asi nepočítá...

Offline

 

#3 09. 11. 2021 17:26

xm111
Příspěvky: 33
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

↑ Mirek2:  Děkuji. Zkusím to. Popřípadě jsem se chtěl zeptat na WolframAlpha... v jaké sekci bych to měl zkusit počítat ?

Offline

 

#4 09. 11. 2021 18:07

Mirek2
Příspěvky: 1181
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

↑ xm111:

WolframAlpha
https://www.wolframalpha.com/input/?i=x … cot%28x%29

Nebo použít některou numerickou metodu řešení rovnic.

Offline

 

#5 09. 11. 2021 20:07

Mirek2
Příspěvky: 1181
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

Můžeme použít i první tři členy rozvoje, což bude přesnější (vede to na bikvadratickou rovnici).

Offline

 

#6 09. 11. 2021 20:43

xm111
Příspěvky: 33
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

↑ Mirek2: Mockrát děkuji za vaše odpovědi. Pokusím se to ještě vypočítat přes ty rovnice, i když by stačilo i přes ten program. Jenom bych se ještě zeptal zda-li je možnost nějakým způsobem graf rozšířit, aby ukazoval více hodnot než první tři  x ?  Nebo je třeba pořídit tu plnou verzi. Omlouvám se za takové dotazy... ale s těmito programy se teprve seznamuji

Offline

 

#7 10. 11. 2021 10:04

Mirek2
Příspěvky: 1181
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

↑ xm111:

Také mě nenapadá, jak přimět WA k dalším řešením, ale dají se snadno vypočítat s přesností nejméně na 3 číslice.
Použijeme-li tři členy rozvoje funkce kontangens, vychází 1. řešení s přesností dokonce na 5 číslic:

[mathjax]\displaystyle\frac{x}{0.146}=\frac{1}{x}-\frac{x}{3}-\frac{x^3}{45}[/mathjax]

Jinak lze použít numerické metody řešení rovnic.
Např. Newtonova metoda v Excelu: http://uprt.vscht.cz/mudrova/avt/Souhrn.pdf

Offline

 

#8 10. 11. 2021 10:33

xm111
Příspěvky: 33
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

↑ Mirek2: Chápu mockrát děkuji. :-)

Offline

 

#9 10. 11. 2021 11:55

Jj
Příspěvky: 8756
Škola: VŠB, absolv. r. 1970
Pozice: Důchodce
Reputace:   599 
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

↑ xm111:  ↑ Mirek2:

Hezký den.

Aspoň částečně se dá WA v uvedeném smyslu ovlivnit, pokud se mu specifikuje interval, v němž má hledat další řešení. Např.:

Odkaz


Pokud se tedy nemýlím.

Offline

 

#10 10. 11. 2021 13:16

xm111
Příspěvky: 33
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

↑ Jj: Ano toto stačí taky, ptal jsem se učitele a chtěl pouze zjistit i takto kořeny. O výpočet jak otakový nešlo... Prý to bude třeba až na jiný výpočet. Každopádně děkuji vám všem za pomoc.

Offline

 

#11 10. 11. 2021 15:24

Mirek2
Příspěvky: 1181
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

↑ Jj:

Vida, díky, člověk se stále učí...
... v mém případě stále znovu :)

Offline

 

#12 10. 11. 2021 16:24

vanok
Příspěvky: 14450
Reputace:   741 
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

#13 10. 11. 2021 16:53

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 4872
Reputace:   125 
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

Ke kořenům se můžeme také dostat iterováním vztahu

[mathjax]q_{i+1} = arccotg(q_i / 0.146)[/mathjax]

resp.

[mathjax]q_{i+1} = arccotg(q_i / 0.146) + \pi[/mathjax]

[mathjax]q_{i+1} = arccotg(q_i / 0.146) + 2\pi[/mathjax]

[mathjax]q_{i+1} = arccotg(q_i / 0.146) + 3\pi[/mathjax]

atd.

Pro ten první kořen to nekonverguje moc rychle, na tři platné číslice potřebujeme snad 100 iterací.
Pro další kořeny je to mnohem rychlejší, na 3. kořen staí snad jen 7 iterací.

Další kořeny už skoro nemá smysl počítat, téměř se neliší od násobků PI.

Někdy lze iterovat i dle té výchozí rovnice, v našem případě tedy [mathjax]q_{i+1} = 0.146 \cdot cotg(q_i)[/mathjax], ale bohužel to zrovna diverguje. Takže musíme použít tu inverzní formu, aby to konvergovalo.

Dá se to udělat i v excelu, na první řádek se dá nějaké výchozí číslo (skoro jedno jaké), a na všechny ostatní pak výraz =ACOT(A1 / 0,146), resp. =ACOT(A1 / 0,146) + PI, atd...

Offline

 

#14 10. 11. 2021 17:08

Eratosthenes
Příspěvky: 2584
Reputace:   132 
 

Re: Výpočet kořenů transcendentní rovnice

↑ xm111:

není-li omezen interval, na kterém máš řešení hledat, tak rovnici nevyřešíš. Těch řešení je totiž nekonečně mnoho. A žádný z nich nelze spočítat teoreticky úplně přesně použitím konečného počtu operací... Takže zadání by mělo znít: Najdi řešení na tom či onom intevalu s takovou či makovou přesností.

A jediná možnost, jak vyhovět, je nasadit některou z numerických metod...


Budoucnost patří aluminiu.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson