Задание: Методом сеток решить уравнение теплопроводности - диффузии 
= 
при заданных начальных условиях U(x,0)=f(x) и граничных условиях U(0,t)= 
, U(0.6,t)= 
, где tÎ[0,0.01].
Решение выполнить при шаге по длине - h=0.1, а шаг по времени - t, выбрать самостоятельно. Построить график изменения температуры по длине для каждого шага по времени.
| № варианта | f(x) | F(x) | Y(x) |
| Cos2x | 1+2t | 0.3624 | |
| x(x+1) | 1-6t | ||
| 1.3+lg(x+0.4) | 0.8+t | 1.3 | |
| Sin2x | 2t | 0.932 | |
| 3x(2-x) | t+2.52 | ||
| 1-lg (x+0.4) | 1.4 | t+1 | |
| Sin(0.55x+0.03) | t+0.03 | 0.354 | |
| 2x(1-x)+0.2 | 0.2 | t+0.68 | |
| Sinx+0.08 | 0.08+2t | 0.644t | |
| Cos(2x+0.19) | 0.932 | 0.1798 | |
| 2x(x+0.2)+0.4 | 2t+0.4 | 1.36 | |
| lg(x+0.26)+1 | 0.415+t | 0.9345 | |
| Sin(x+0.45) | 0.435-2t | 0.8674 | |
| 0.3+x (x+4) | 0.3 | 6t+0.9 | |
| (x+2)(x+1)+0.2 | 6t | 0.84 | |
| x (0.3+0.2x) | 6t+0.9 | ||
| Sin (x+0.48) | 0.4618 | 3t+0.882 | |
| Sin(x+0.547) | 3t+0.52 | 0.9115 | |
| Cos(x+0.48) | 6t+0.887 | 0.4713 | |
| lg(2.36-x) | 3(0.124+t) | 0.3075 | |
| xSinx | 3t | 0.3388 | |
| x(2x-1) | 5t | 0.12-t | |
| (3x-1)x | t+0.48 | ||
| 1+ln(x+1) | t+1.47 | ||
| 1-Sinx | t2+1 | 0.4354+t | |
| 1+Sin2x | 1.3188+t | ||
| ln(x2+1.25) | t+0.2231 | 0.4762 | |
| x2+2 | 6t+2 | 2.36 | |
| xSinx+0.45 | 0.45+t2 | 0.7888 | |
| 3x+ln(x+1) | t(t+1) | 2.2700 | |
| xCosx+1 | 5t+1 | 0.4952-t | |
| tgx+1.25 | t3 –1.25 | t+1.9341 | |
| 0.275+ln(x+0.54) | t - 0.3412 | 0.4060 | |
| ln(1.76+x2) | t3-0.5653 | 0.7514 | |
| x3+Sinx | 0 + t2 | 0.776 | |
| 2Sin2x | 0.345t | 1.8641 | |
| xCosx+0.235 | t+0.235 | 0.9888 | |
| x+Sin2x | 5t | t2+0.9188 | |
| ln3(x+0.156) | 0.0211+Sint | 0.0018 | |
| 0.245+lg(x+1.5) | 0.4211 | 0.5672+t | |
| x2(x+1) | 0.234t | 0.576+t | |
| Cos(x3+0.56) | t+0.8473 | 0.7137 | |
| ln(x2+0.34)+1 | -0.0788 | 0.6433+t3 | |
| Sinx2+0.09 | 5t+0.09 | 0.4423 | |
| 2-ln(x+0.25) | 3.3863+t | 2.1625 | |
| 0.245+x(x+3) | 0.245 | 2.405 - t | |
| tgx+ln(1+x) | 1.1541+2t | ||
| x3+2x2+x+1 | 2t | 3.416 | |
| x+2Cosx | 2+0.9t | 2.2507 | |
| ln(3x+6) | 1.7918 | 2.0541+t2 |
Вопросы для самоподготовки
1. Классификация дифференциальных уравнений в частных производных.
2. Начальные условия. Типы граничных условий.
3. Конечно-разностные аппроксимации производных первого и второго порядка.
4. Построение разностных схем для уравнений с частными производными. Шаблоны.
5. Явная разностная схема для решения одномерного уравнения диффузии – теплопроводности. Понятие устойчивости вычислительной схемы.
6. Неявная разностная схема для решения одномерного уравнения диффузии – теплопроводности.
Лабораторная работа № 8.
Методы одномерной оптимизации
Задание: Найти положение точки экстремума и экстремальные значения целевой функции f(x) на интервале [a, b] методом золотого сечения. Длина конечного интервала неопределенности не должна превышать 0,0001.
| Номер варианта | Вид целевой функции f(x) | a | b | Экстремум |
| Max | |||
| 0,5 | 1,5 | Min | |
| Min | |||
| Min | |||
| Max | |||
| Min | |||
| 0,5 | 1,5 | Max | |
| Min | |||
| Min | |||
| Min | |||
| -1,4 | -0,4 | Min | |
| Max | |||
| Min | |||
| -2,8 | -1,8 | Max | |
| Max | |||
| Max | |||
| Min | |||
| 2,5 | 3,5 | Min | |
| 0,5 | 1,5 | Min | |
| Max | |||
| 0,2 | 1,2 | Max | |
| Min | |||
| 0,2 | 1,2 | Min | |
| Max | |||
| Min | |||
| 4,8 | 5,8 | Min | |
| 2,3 | 3,3 | Min | |
| 0,2 | 1,2 | Max | |
| 1,7 | 2,7 | Min | |
| Max | |||
| 0,1 | 1,1 | Max | |
| 0,3 | 1,3 | Min | |
| 1,1 | 2,1 | Min | |
| -1,4 | -0,4 | Min | |
| -1 | Min | ||
| Min | |||
| Min | |||
| 1,4 | 2,4 | Max | |
| 4,6 | 5,6 | Min | |
| Min | |||
| Min | |||
| 0,5 | 1,5 | Min | |
| Min | |||
| -0,4 | 0,6 | Min | |
| 1,6 | 2,6 | Max | |
| Max | |||
| 0,5 | 1,5 | Min | |
| -2,4 | -1,4 | Min | |
| Min | |||
| Min |
Вопросы для самоподготовки
1. Что такое оптимизация?
2. Что понимается под количественной оценкой оптимизируемого качества?
3. Какие типы задач оптимизации существуют?
4. В чем состоит безусловная задача оптимизации?
5. В чем состоит условная задача оптимизации?
6. В каком случае используется одномерная оптимизация?
7. В чем состоит основная задача одномерной оптимизации?
8. Дайте сравнительную характеристику методов одномерной оптимизации.
9. Метод сканирования.
10. Метод локализации.
11. Метод золотого сечения.
12. Метод поиска с использованием чисел Фибоначчи.
