Консультация № 193326
29.05.2018, 16:58
0.00 руб.
0 10 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос: как произвести численное дифференцирование таблично заданной функции, если при расчете по формуле Ньютона второе слагаемое обнуляется?
Данные:
x 1 2 3 4 5 6
y 1 5 21 55 113 201
Новая сетка (узлы х):
x 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5
Использую формулу для первой производной:

где h - шаг сетки, - конечная разница первого порядка, - конечная разность второго порядка, q - .
Кроме того, в качестве принимается ближайшее левое табличное значение x.

Проблема в том, что если я начинаю дифференцирование новой сетки для всех новых узлов, то при выборе у меня получаются точки, которые меньше новых на величину 0,5 что превращает q в ту же величину 0,5 что в свою очередь превращает конструкцию ((2*q - 1) / 2) в ноль, а следовательно и полностью правая часть формулы становится нулевой.
Поэтому все пять узлов новой сетки имеют одно и то же значение функции, равное 4.
Нормально ли это?
Или я где-то не так поняла формулу?
Прошу помочь разобраться!

Обсуждение

давно
Посетитель
401172
78
29.05.2018, 17:15
общий
29.05.2018, 17:16
Что-то формулы не так отобразились, продублирую по другому:
y'(x) = 1/h * [y0 + ((2*q - 1) / 2) * y1],
где h - шаг сетки, y0 - конечная разница первого порядка, q = (x - x0) / h, y1 - конечная разница второго порядка.
Причем в качестве x0 брать ближайшее слева от x табличное значение аргумента.
При выборе х0 у меня получаются точки, которые меньше новых на величину 0,5 что превращает q в ту же величину 0,5 что в свою очередь превращает конструкцию ((2*q - 1) / 2) в ноль, а следовательно и полностью правая часть формулы становится нулевой.
Например, я ищу производную y'(1.5) = 1/1 * [4 + ((2 * 0.5 - 1) / 2) * 16].
q = (1.5 - 1) / 1 = 0.5
Часть, выделенная красным, равняется нулю, что все второе слагаемое превращает в ноль.
А поскольку и исходная и новая сетки равномерные, все производные равны 4, то есть величине первого слагаемого.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
29.05.2018, 18:56
общий
Адресаты:
Производные какого порядка и в каких точках Вы должны вычислить?
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Посетитель
401172
78
29.05.2018, 19:46
общий
Первого и второго порядка производные.
На всех пяти узлах новой сетки: 1.5; 2.5; 3.5; 4.5; 5.5.,
С помощью формулы Ньютона 2-го порядка.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
29.05.2018, 20:16
общий
Адресаты:
Я постараюсь выкроить для Вас время и выполнить расчёт для и Для остальных точек Вы выполните расчёт самостоятельно. Сейчас я занят.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Посетитель
401172
78
29.05.2018, 20:41
общий
Да, конечно, этого будет достаточно, поскольку вопрос именно в отличиях расчета первой и последующих точек!
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
29.05.2018, 20:55
общий
29.05.2018, 20:55
Адресаты:
Составим таблицу конечных разностей (см. прикреплённый файл).

Учитывая, что формулы для производных примут вид



Если то



Если то

Прикрепленные файлы:
599cbb1c8367721550c58d4d2f441886.png
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Посетитель
401172
78
29.05.2018, 22:06
общий
29.05.2018, 22:07
Спасибо, Андрей Владимирович!
Я увидела, где ошибалась.
В пособии, по которому я занимаюсь, написано "за точку следует брать ближайшее слева от x табличное значение аргумента". По этой причине, я при расчете q из точки x вычитала ближайшее из таблицы меньшее значение в качестве .
Мне не срочно, но хотелось бы услышать ваше мнение, есть ли такой подход при использовании формулы Ньютона?
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
29.05.2018, 22:28
общий
Адресаты:
Будем исходить из того, что В Вашем случае
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Посетитель
401172
78
29.05.2018, 22:30
общий
Спасибо!
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
30.05.2018, 08:19
общий
это ответ
Здравствуйте, pNod!

Свои соображения по решению задачи я изложил в мини-форуме консультации.
5
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа