Вычислительная математика. Зачет

Контрольные вопросы «Абсолютная погрешность и ее граница. Верные цифры числа.

Относительная погрешность и ее граница. Приближенные вычисления; действия

с приближенными значениями вычислений. Вычисления с наперед заданной точностью»

 

Ответы: I вариант

Решение I вариант

  1.   

При извлечении корня сохраняют столько значащих цифр, сколько их в подкоренном выражении, однако,

по условию задачи необходимо взять приближенные значения корней с точностью до 0,001, тогда

  

 – учитываем точность

 

   (∆а = 0,001)

 

  1. Площадь параллелограмма вычисляется по формуле

S=a*h, в условии даны измерения со всеми значащими цифрами

a = 68,7 (значит ∆а = 0,5)

h = 52,6 (значит ∆h = 0,5)

S=a*h = 68,7 * 52,6 = 3613,62 используем правило округления до значащих цифр

S = 3610

Чтобы указать значащие цифры, необходимо знать границу абсолютной погрешности площади ∆S

 

           

 - граница абсолютной погрешности произведения        

Это значит, что S = 3600 (3600±72) и верные цифры 3 и 6

  1. а = 7,36 ± 0,004, здесь ∆а = 0,004

b = 8,61 ± 0,005, здесь ∆b = 0,005

a*b= 7,36 * 8,61 = 63,3696   

  

  

Окончательно:  a*b = 63,4 ± 0,1

  1.    испоользуем формулу относительной погрешности для квадратного корня

 

  1. R = 8,  

S=π*R2 – площадь круга, если учитывать приближенное значение числа π как константу, то используем формулу

границы относительной погрешности квадрата, тогда

 , запишем границу относительной погрешности, равную 0,5%, как 0,005 и решим неравенство

  ,значит точность измерения радиуса круга 0,02 м

 

Примеры решения задач

 

 

 

 

В а р и а н т    2.     1.       2. 0,750     3. 9,1 ± 0,35

Краткий конспект для подготовки к зачету

 

 

 



Иррациональные неравенства

Иррациональные неравенства

 

 

 

 

 

Список использованных интернет-ресурсов:

  1. https://urait.ru/



Комбинаторика

Решить уравнения:

  1.             ОДЗ!!! xN, x>=3 т.к. (х-3)>=0

 

   

 

 

    

 

   

  - умножим левую и правую часть на 6 (2*3=6)

 

 

 

 

 

   

   - не входит в ОДЗ

Проверка

 

   

 

  1.            ОДЗ!!! xN, x>=4  т.к. (х-4)>=0

Запишем

   

и подставим в уравнение:

   

 

 

   

 

 

Проверка:

 

 

 

 

 

Уравнения с размещением

Например:      

Здесь – произведение стольких чисел, сколько указано вверху – в примере 4 числа, и начинаем с самого большого числа – в примере 21, и каждый следующий множитель уменьшаем на 1

 

Уравнения:

Решение:

6*5*4 = 30*х

30*4 = 30*х, значит х=4  

и обязательное условие для корней комбинаторного уравнения х>=0

Проверка: 6*5*4 = 30*4   120 = 120 (и) 

Ответ: х=4

Решение:

7*6*5 = 42*х

42*5 = 42*х, значит х=5  

и обязательное условие для корней комбинаторного уравнения х>0

Проверка: 7*6*5* = 42*5   210 = 210 (и) 

Ответ: х=5

 

Уравнения с перестановками

Pn = n! = n(n-1)(n-2)(n-3)*…*3*2*1 – перестановки

Например: P5 = 5*4*3*2*1 = 120

Уравнение:

Px = Px+2

Решение:

  1. Распишем правую и левую части уравнения

6х(х-1)(х-2)(х-3)*…*1 = (х+2)(х+1)х(х-1)(х-2)(х-3)*…*1

  1. Сократим одинаковые множители в левой и правой частях

6х(х-1)(х-2)(х-3)*…*1 = (х+2)(х+1)х(х-1)(х-2)(х-3)*…*1

  1. Запишем полученное уравнение и решим (раскрыть скобки, привести подобные слагаемые)

6 = (х+2)(х+1)

х2 +3х – 4 =0

х1= - 4 , х2=1

 условие для корней комбинаторного уравнения х>=0, значит

х1= - 4 – посторонний корень и корень уравнения

х=1

Проверка:

6*Р1 = Р1+2

6*Р1 = Р3

6*1 = 3*2*1

6=6 (и)

Ответ: х = 1



Как найти предел функции

При нахождении предела функции часто возникает необходимость раскрытия неопределенностей. Здесь можно провести тождественные преобразования или применить так называемые замечательные пределы.

Второй замечательный предел:

Или

Примеры

 

  1.  
  2.  

 

При нахождении пределов с помощью второго замечательного предела, нужно провести преобразования выражения

таким образом, чтобы можно было применить формулу.

 

 



General equation of a straight line. Find the equations of the sides of a triangle

Task:

Find the equations of the sides of a triangle, given one its vertex A(3;-1), and also the equation of the bisector x-4y+10=0 and the median 6x+10y-59=0 drawn from different vertices.

Solution:

Let's find coordinates of point C.

Since BD is a median, coordinates of point D can be found as a coordinates of the middle of segment.

  

Let's substitute the obtained points into the equation of the median 6x+10y-59=0:

6()+10()-59=0

с+5ус-55=0

Since AC∩CL at point C, we find the coordinates of point C from the solution of the system

 

  

 

Now we have point C(10;5).

Let's make the equation of the line AC passing through point A(3;-1) and point C(10;5) by the formula:

   

Side AC: 6х-7у-25=0

Let's make the equation of line BC, which is inclined to line AC at the angle 2γ.

Since CL is the bisector of angle C (angle 2γ), we find tg γ at intersecting lines AC and CL

 

АС: 6х-7у-25=0; у=6/7х – 25/7, kAC=6/7

CL: х-4у+10=0; у=1/4х + 10/4, kCL=1/4

  

By the formula for the tangent of a double argument (trigonometry):

 - tangent of the angle between lines AC and BC

Let us find k of the line BC from the equality:

  

 

 

18 – 21 kBC=28+24 kBC

kBC= -2/9

Let's make an equation of the side BC:

 

Equation of the BC side: 2х+9у-65=0

Since BC∩BD at point B, we find the coordinates of point B from the solution of the system:

 

 

  

Knowing the coordinates of point B, write the equation of side AB:

 

18х+13у-41=0 - equation of side АВ



Как решать систему линейных уравнений

Основные методы решения систем линейных уравнений

  1. Матричный способ

Матрица системы

Вектор переменных

Вектор правой части

Решение СЛУ с помощью обратной матрицы.

Особенности метода:

  1. Можно использовать только для систем, в которых количество уравнений равно количеству переменных
  2. Если матрица системы невырожденная (∆≠0), то для нее существует единственная обратная матрица и система имеет единственное решение.
  3. Если матрица системы вырожденная (∆=0), то обратная матрица не существует. В этом случае, система либо несовместима, либо имеет множество решений.
  4. Метод удобен для решения нескольких систем, отличающихся только правой частью.

 

Матричное уравнение

Обратная матрица

Решение матричного уравнения

Запишем:

Найдем обратную матрицу:

Можно записать определитель так

Транспонируем матрицу А (строки записываем вместо столбцов, а столбцы вместо строк), получаем

Находим алгебраические дополнения

Окончательное решение:

Ответ:

  1. Решение СЛУ методом Крамера.

Особенности метода:

  1. Можно использовать только для систем, в которых количество уравнений равно количеству переменных.
  2. Если матрица системы невырожденная (∆≠0), то система имеет единственное решение.
  3. Если матрица системы вырожденная (∆=0), а хотя бы один из ∆ переменных отличен от 0, то система не имеет решений.
  4. Если все ∆=0, то этом случае, система либо несовместима, либо имеет бесконечное множество решений.

Алгоритм решения СЛУ:

  1.  

  1.  

 

  1. Найдем ∆ для каждой переменной. Для этого в матрице системы столбец коэффициента искомой переменной меняем на значения вектора правой части

  1. Находим отношения:

Ответ:

  1. Решение СЛУ методом Гаусса

Метод Гаусса можно применять для любой размерности.

Теорема Кронекера-Копелли: система линейных уравнений совместна тогда и только тогда, когда ранг матрицы системы равен рангу расширенной матрицы.

Исследовать систему линейных уравнений означает определить, совместна она или нет, а для совместной системы – выяснить, определенна она или нет. При этом возможна три варианта:

Для исследования СЛУ и нахождения их решений можно использовать метод Гаусса.

Решение СЛУ методом Гаусса проводят в 2 этапа:

Первый этап:

Записываем расширенную матрицу системы и с помощью элементарных преобразований приводим ее к треугольному виду (к ступенечатому виду)

К элементарным преобразованиям относятся:

  1. Перестановка строк
  2. Умножение всех строки на ненулевое число
  3. Замена элементов строки суммой с соответствующими элементами другой строки
  4. Вычеркивание нулевой строки

Элементарные преобразования расширенной матрицы приводят систему к эквивалентной.

Второй этап:

Записываем эквивалентную систему и находим ее решения

 

 



Тригонометрия. Единичная окружность

 



Решение показательных неравенств


Сборник задач по математике Башмаков М.И.


Показательные неравенства.

 

Поясним, х – это степень, чтобы найти х, логарифмируем по основанию   , иными словами:

  , находим х,       

 

Подготовка к экзамену Сколько натуральных чисел являются решениями неравенства    

 

            Решение:          

                                                                                                                                  

     

Основание показательной функции а=2 > 1, значит равносильным данному неравенству будет следующее неравенство:

           

 

  

Ответ :  2 числа : 1 и 2 .

 

Список использованных интернет-ресурсов:

  1. https://urait.ru/



Простейшие тригонометрические уравнения Sin x = m

Решение простейших тригонометрических уравнений Sin x = m,  |m| ≤ 1

    (если | m | > 1, то уравнение не имеет решений)

Множество корней уравнения можно записать одной формулой

(1)

При решении тригонометрических уравнений

Sin x = m   необходимо учитывать, что главный угол множества решений будет находиться в промежутке

- π/2 ≤ arcSin mπ/2, остальное множество решений находится путем прибавления периода синуса к найденному значению главного угла, см. формулу (1)

Также полезно помнить решения частных случаев

Примеры

 

  1.         , применяем формулу (1)

 

Ответ: 

 

  1.      

 

  

 

Ответ:

 

  1.          

 

 , разделим левую и правую  часть на 2

 

Ответ:

 

  1.             

 

   

 , умножим левую и правую  часть на 3

 

Ответ:

 

  1.           

Функция синус нечетная поэтому запишем уравнение следующим образом

            и умножим обе части уравнения на -1

Это лучше сделать, чтобы коэффициент при x стал положительным

    

 

  

  умножим на 2 левую и правую  части

   

Ответ:  

 

  1.                        

Применяем формулу (1) и сразу записываем ответ, оставляя в записи функцию ArcSin, т.к. данное значение не табличное

Ответ:

 

  1.                       

Применяем формулу (1) и сразу записываем ответ, оставляя в записи функцию ArcSin, т.к. данное значение не табличное

 

Так как   , то запишем ответ в виде

  

 

  1.                          

Применяем формулу (1)

 ,

умножаем левую и правую  часть уравнения на 3

 

Обратите внимание, что  умножается угол    , а не значение функции ( )

Делим левую и правую  часть на 2

 

Ответ:

 

  1.                           

Функция синус нечетная поэтому запишем уравнение следующим образом

 , умножим обе части уравнения на ( -1)

 

 

 

  

Умножим на 2 левую и правую части уравнения

 

 

  1.            

Поменяем местами слагаемые:

 

 

 

  

Перенесем в правую часть     с противоположным знаком

 

Разделим на 2 левую и правую части

 

Ответ:  

 

  1.               

Запишем

     и  далее       (так как функция Sin x нечетная)

Умножим на (-1) левую и правую части

 

 

 

 

Перенесем в правую часть     с противоположным знаком

 

Умножим на 2 левую и правую части уравнения

 

Ответ :   

 

  1.                   

Перенесем        в правую часть уравнения с противоположным знаком

   

Разделим левую и правую часть на   

   

Решаем аналогично уравнения 10

Поменяем местами слагаемые:

 

 

 

  

Перенесем в правую часть     с противоположным знаком

 

Разделим на 2 левую и правую части

 

Ответ:  

  1.              

Так как функция нечетная, то

 

Умножаем на (-1) обе части уравнения

 

и записываем решение (уравнение Sin y = 0 – частный случай, решение данного уравнения ), поэтому

 

 

 

Ответ: 

  1.             

Перепишем

Уравнение вида Sin y = - 1 также частный случай

Решением данного уравнения является    

Поэтому

 

Далее

 

 

Ответ:

  1.              

Извлечем квадратный корень и получим совокупность уравнений:

 

совокупность уравнений, это не система уравнений. Здесь решение каждого уравнения являются решениями исходного (не надо искать общее решение)

  

Можно записать решение уравнения следующим образом:

 

Ответ:    

  1.            

Раскрывая знак модуля получим

  

Применяя формулу (1) запишем решение

   или

 

Ответ:  

 

 

 



Цилиндр, площадь поверхности, сечения

  1. В цилиндре осевым сечением является квадрат, а площадь основания равна 16π кв. дм. Найдите площадь полной поверхности цилиндра

Решение:

S п.п. =  2S осн. + S б.п. = 2S осн. + 2πRН

S осн. = πR2 = 16π, значит R = 4 дм

Осевое сечение цилиндра – квадрат ABCD (по условию), значит АВ = Н – высота цилиндра

АВ = AD = 2R = 2*4 = 8 дм

S п.п. = 2*16π + 2π*4*8 = 96 π

 

Ответ: 96 π

 

  1. Осевым сечением цилиндра является прямоугольник со сторонами 10 и 16 см, тогда площадь основания цилиндра может быть равна:

Решение:

S осн. = πR2

Осевое сечение цилиндра – прямоугольник ABCD (по условию), значит

AD = 2R

рассмотрим 2 варианта:

AD = 10 см, тогда R=10:2 = 5

S осн. = πR2 = 25π

AD = 16 см, тогда R=16:2 = 8

S осн. = πR2 = 64π

 

Ответ: 25 π ; 64 π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Осевым сечением цилиндра является прямоугольник со сторонами 12 и 8 см, тогда площадь боковой поверхности цилиндра может быть равна:

Решение:

S б.п. = 2πRН

Осевое сечение цилиндра – прямоугольник ABCD (по условию), значит

рассмотрим 2 варианта:

AD = 12 см, тогда R=12:2 = 6 см, Н = 8см

S б.п. = 2πRН = 2π*6*8 = 96 π

AD = 8см, тогда R=8:2 = 4 см, Н = 12 см

S б.п. = 2πRН = 2π*4*12 = 96 π

 

Ответ: 96 π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тест можно пройти по ссылке, оценка выставляется автоматически по результатам теста

https://math4everyone.info/tests/tela-i-poverhnosti-vrascheniya-tsilindr/geometriya-10-11-klass/