Wende das Bisektionsverfahren auf f(x) = x² − 2 mit dem Startintervall [1, 2] an. Bestimme den Mittelpunkt c3 von Schritt 3.
Arbeitsblatt Numerische Verfahren mit Lösungen
1.Leicht
f(x) = x² − 2[a, b] = [1, 2]n = 3
c3 =
2.Leicht
Schätze mit linearer Interpolation in der Tabelle y bei x = 3,25.
x = 3,25
y =
3.Mittel
Die Trapezregel wird für ∫02 x³ dx verwendet. Der Fehler beträgt höchstens (b − a)³·M/(12n²) mit M = max|f″| auf [0, 2]. Bestimme die kleinste Anzahl n von Streifen, die einen Fehler unter 0,001 garantiert.
f(x) = x³[a, b] = [0, 2]ε = 0,001
n =
4.Mittel
Nähere ∫01,5 √(1 + x³) dx mit der Simpson-Regel mit n = 2 Streifen an. Gib S an.
f(x) = √(1 + x³)[a, b] = [0, 1,5]n = 2
S =
5.Schwer
Verwende das Euler-Verfahren mit h = 0,1 für y′ = −y, y(0) = 2, um y5 ≈ y(0,5) zu schätzen.
y′ = −yy(0) = 2h = 0,1
y5 =
6.Schwer
Löse y′ = y(2 − y), y(0) = 0,5 mit dem Euler-Verfahren und der Schrittweite h = 0,25 bis t = 0,75. Die exakte Lösung ist y = 2y₀/(y₀ + (2 − y₀)e−2t). Bestimme den globalen Fehler |E| = |y(0,75) − y3|.
y′ = y(2 − y)y(0) = 0,5h = 0,25
|E| =
Lösungsschlüssel
- 1. c3 = 1,375
- 2. y = 0,9755
- 3. n = 90
- 4. S = 1,965
- 5. y5 = 1,181
- 6. |E| = 0,03684
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