高数上机作业

发布 2022-09-05 09:40:28 阅读 4628

数学实验报告

实验人员:院(系学号___姓名___

实验地点:计算机中心机房。

实验一。实验名称:观察f(x)=cos x的各阶泰勒展开的图形。

实验目的:利用mathematica计算函数的各阶泰勒多项式,并通过绘制曲线图形,来进一步掌握泰勒展开与函数逼近的思想。

实验程序:(1)固定x0=0,观察阶数n的影响。输入如下命令:

t=table[normal[series[cos[x],]

prependto[t,cos[x]];

plot[evaluate[t],]

2)为使图形更加生动,作出cos x和它的某一阶泰勒多项式在同一坐标下的比较图,输入命令:

for[i=1,i 11,a=normal[series[cos[x],]

plot[,plotstyle ];i=i+2]

3)扩大显示区间范围,输入如下命令:

for[i=1,i 11,a=normal[series[cos[x],]

plot[,plotstyle ];i=i+2]

4)固定n=6,观察x0对函数逼近的影响,输入命令:

tt[x0_,n]:=normal[series[sin[x],]

gs0=tt[0,6];gs3=tt[5,6];gs6=tt[6,6];

plot[,,plotrange ,plotstyle ]

运行结果:1) 程序运行结果:

2) 程序运行结果,得六张图:

3) 程序运行结果,得六张图:

4) 程序运行结果:

结果的讨论和分析:

函数的泰勒多项式对于函数的近似程度随着阶数提高而提高,但对于任一确定的次数的多项式,它只在展开点附近一个局部范围内才有较好的近似精确度。

实验二。实验名称:定积分的近似计算。

分别用梯形法、抛物线法计算定积分的近似值(精确到0.0001)

实验目的:为了解决实际问题中遇到的一些被积函数不能用算式给出,而通过图形或**给出,或是一些虽然能够用算出,它的的原函数却很困难的甚至于原函数可能是非初等函数的定积分。

实验程序:1) 梯形法:

f[x_]:sin[x^2];

a=0;b=pi/2;m2=f''[0];dalta=10^(-4);n0=100;

t[n_]:b-a)/n*((f[a]+f[b])/2+sum[f[a+i*(b-a)/n,]]

do[print[n," n[t[n]]]

if[(b-a)^3/(12n^2)*m2(2) 抛物线法:

f[x_]:sin[x^2];

a=0;b=pi/2;m4=d[f[x],/x] 0;

dalta=10^(-4);k0=100;

p[k_]:

(b-a)/(6k)*

(f[a]+f[b]+2sum[f[a+i*(b-a)/(2k)],

4sum[f[a+i*(b-a)/(2k)],

do[print[k," n[p[k]]]

if[((b-a)^5)/(180*(2k)^4)*m4 if[k k0,print["fail"]]

运行结果:1)梯形法:

2)抛物线法:

结果的讨论和分析:

实验过程中,当用不同的方法,要求的精度相同时,输出的数据数可能不同;当用同一种方法时,如果改变循环次数则输出的数据个数也随之改变,当改变a和b的值时,出的结果也会不同。

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