二分法は、長さ 4 の区間から始まります。各ステップで区間は半分になります。区間が 0.0001 より短くなるまでに、少なくとも何ステップ n 必要ですか?
解答つき数値計算法ワークシート
1.やさしい
b − a = 4ε = 0.0001
n =
2.やさしい
区間 [0, 1] から始めて、f(x) = e−x − x に二分法を適用してください。ステップ 4 の中点 c4 を求めてください。
f(x) = e−x − x[a, b] = [0, 1]n = 4
c4 =
3.ふつう
∫02 x³ dx に台形公式を使います。誤差は、[0, 2] 上で M = max|f″| として、最大でも (b − a)³·M/(12n²) です。誤差が 0.0005 未満になることを保証する最小の短冊の数 n を求めてください。
f(x) = x³[a, b] = [0, 2]ε = 0.0005
n =
4.ふつう
シンプソンの公式を n = 2 個の短冊で使って、∫01.5 √(1 + x³) dx を近似してください。S を答えてください。
f(x) = √(1 + x³)[a, b] = [0, 1.5]n = 2
S =
5.むずかしい
ホイン法(改良オイラー法)を h = 0.25 で y′ = t² + y²、y(0) = 0.5 に使い、y2 ≈ y(0.5) を推定してください。
y′ = t² + y²y(0) = 0.5h = 0.25
y2 =
6.むずかしい
古典的ルンゲ–クッタ法(RK4)を、h = 0.5 で 1 ステップ、y′ = t² + y²、y(0) = 0.5 に適用してください。y₁ ≈ y(0.5) を求めてください。
y′ = t² + y²y(0) = 0.5h = 0.5
y1 =
解答
- 1. n = 16
- 2. c4 = 0.5625
- 3. n = 127
- 4. S = 1.965
- 5. y2 = 0.717
- 6. y1 = 0.716
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。