Das Bisektionsverfahren beginnt auf einem Intervall der Länge 4. Jeder Schritt halbiert das Intervall. Wie viele Schritte n sind mindestens nötig, bis das Intervall kürzer als 0,0002 ist?
Arbeitsblatt Numerische Verfahren mit Lösungen
1.Leicht
b − a = 4ε = 0,0002
n =
2.Leicht
Wende das Newton-Raphson-Verfahren auf f(x) = x² − 2 mit dem Startwert x₀ = 1,5 an. Bestimme x2.
f(x) = x² − 2f′(x) = 2xx₀ = 1,5
x2 =
3.Mittel
Nähere ∫01 e−x² dx mit der Trapezregel mit n = 3 Streifen an. Gib T an.
f(x) = e−x²[a, b] = [0, 1]n = 3
T =
4.Mittel
Nähere ∫02 1/(1 + x³) dx mit der Trapezregel mit n = 2 Streifen an. Gib T an.
f(x) = 1/(1 + x³)[a, b] = [0, 2]n = 2
T =
5.Schwer
Löse y′ = t − y, y(0) = 0,5 mit dem Euler-Verfahren und der Schrittweite h = 0,2 bis t = 1. Die exakte Lösung ist y = t − 1 + (y₀ + 1)e−t. Bestimme den globalen Fehler |E| = |y(1) − y5|.
y′ = t − yy(0) = 0,5h = 0,2
|E| =
6.Schwer
Verwende das Heun-Verfahren (verbessertes Euler-Verfahren) mit h = 0,25 für y′ = 1 + sin(ty), y(0) = 1, um y2 ≈ y(0,5) zu schätzen.
y′ = 1 + sin(ty)y(0) = 1h = 0,25
y2 =
Lösungsschlüssel
- 1. n = 15
- 2. x2 = 1,414
- 3. T = 0,74
- 4. T = 1,056
- 5. |E| = 0,0603
- 6. y2 = 1,668
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