Пример выполнения задания 3

Задание. Отделить решение системы нелинейных уравнений (СНУ) и построить алгоритмы для уточнения решения методом итераций и методом Ньютона с точностью до 0.001.

Решение

Отделение решения

Строим графики и ищем точку пересечения. Область D:{-2 £ x £ -1,5 ;  1.2 £ y £ 2} – выпуклая область (квадрат), которая содержит одно решение СНУ.

Уточнение решения

Алгоритм метода Ньютона

         1. Проверим условия на применение метода Ньютона:

Функции f1 и f2 дважды непрерывно дифференцируемы в области D, определитель матрицы Якоби не равен нулю в области D.

Матрица Якоби имеет вид:

,

,   так как   |   для  –2 £ x £ -1.5.

2.   Формула метода: , вектор .

3. Выбор начального приближения: х(0)={-2, 1.2}.

4.   Условие остановки итерационного процесса: .

Алгоритм метода итераций

1. Условия на применение метода итераций:

Функции f1 и f2 непрерывно дифференцируемы в области D.

Строим  x = Ф(x):      

Частные производные имеют вид:

 = 0,  = cos(y+2),  = sin(x-2), .

Тогда матрица М имеет вид:

,

|| M || = 0.998 < 1.

2.   Формула метода: ,         вектор .

3 Выбор начального приближения: х0 = {-2, 1.2}.

3. Условие остановки:  (1-||M||)/||M||.