12. Упражнения и задания по теме “Дифференцирование и интегрирование в Excel” Упражнение
Найти производную функции Y= 4х2 - 4x + 6 в точке x=2. Заметим, что производная приведенной функции в точке x=2, вычисленная аналитическим методом, равна 12 – это значение нам понадобится для проверки результата, полученного путем вычисления численным методом в электронной таблице.
Из математического анализа известно: выражение для вычисления производной функции одной переменной в точке x, имеет вид:
F ' ( x) F
x
F (x x) F (x) ,
x
где Δx – очень малая конечная величина. То есть вместо выражения ∆х можно взять достаточно маленькое число, например 0,00001.
Решение
Решим задачу двумя способами.
Способ 1
Рис. 32
Вводим в ячейку B1 рабочего листа заданное значение аргумента, равное 2, в другой ячейке - B2 укажем достаточно малое приращение аргумента – например 0,00001, в ячейке В3 вычисляем сумму В3=В1+В2.
В ячейку D2 вводим формулу для вычисления производной: =((4*B3^2- 4*B3+6)-(4*B1^2-4*B1+6))/B2.
После нажатия клавиши Enter получаем результат вычисления 12,00004 (см. рис.31).
Способ 2
Зададим окрестность точки х=2 достаточно малого размера, например,
значение слева
X k = 1,99999, а значение справа
X k 1
= 2,00001 и введем
эти значения в ячейку А2 и А3 соответственно.
Вводим в ячейку рабочего листа формулу правой части заданной функциональной зависимости, например в ячейку В2, как показано на рис.32, делая ссылку на ячейку А2 , где находится значение х: = 4*А2^2 - 4*A2+6.
Копируем эту формулу в ячейку В3.
В ячейку С2 вводим формулу вычисления производной (рис.32): = (В3- В2)/(A3-A2).
В результате вычисления в ячейке С2 будет выведено приближенное значение производной заданной функции в точке х=2, величина которой равна 12, что соответствует результату, полученному аналитически.
Рис. 93
Задания для самостоятельного выполнения
Найти производную функции f(x)=3cos3x в точке
х .
2
Найти производную функции f(x)=2lg2x в точке x=10. Результат вычислить двумя способами.
Вычислить производную функции F(x)=ln3(x)+3x2-log2x в точке 8. Результат вычислить двумя способами.
Упражнение
3
Вычислите определенный интеграл 3x 2 dx , с помощью Excel.
2
Для численного вычисления определенного интеграла с использованием конечных разностей существует несколько методов. Наиболее простым является метод трапеций. Для вычисления определенного интеграла по методу трапеций используется формула:
k
nF( x)
n
ik
F( xi
)(xi1
xi
) ( F( xi1) F( xi ))( xi1 xi )
Достарыңызбен бөлісу: |