工程数学课件
《工程应用数学》PPT课件
8 24 6.5
i
yi
57.6 41.9 31.0 22.7 16.6 12.2
y 表示时刻 其中 表示从实验开始算起的时间, 反应物的量.试定出经验公式 y f ( ).
解 由化学反应速度的理论知道, y f ( ) 应是 指数函数: y ke m , 其中 k 和 m是待定常数.
航行问题建立数学模型的基本步骤
• 作出简化假设(船速、水速为常数);
• 用符号表示有关量(x, y表示船速和水速); • 用物理定律(匀速运动的距离等于速度乘以 时间)列出数学式子(二元一次方程);
• 求解得到数学解答(x=20, y=5);
• 回答原问题(船速每小时20千米/小时)。
数学模型 (Mathematical Model) 和 数学建模(Mathematical Modeling)
数学模型
对于一个现实对象,为了一个特定目的, 根据其内在规律,作出必要的简化假设, 运用适当的数学工具,得到的一个数学结构。
数学 建模
建立数学模型的全过程 (包括表述、求解、解释、检验等)
数学建模的具体应用
• 分析与设计
• 预报与决策
•
控制与优化
• 规划与管理
数学建模
如虎添翼
计算机技术
知识经济
1.2
• 引言:马尔莎斯人口模型问题1
指数增长模型的应用及局限性
• 与19世纪以前欧洲一些地区人口统计数据吻合 • 适用于19世纪后迁往加拿大的欧洲移民后代
• 可用于短期人口增长预测
• 不符合19世纪后多数地区人口增长规律 • 不能预测较长期的人口增长过程 19世纪后人口数据 人口增长率r不是常数(逐渐下降)
2 i 1
工程数学线性代数第六版课件
行列式的定义与性质
总结词
行列式是矩阵的一个重要数值指标, 表示由矩阵构成的平行多面体的体积 ,具有独特的性质和计算规则。
详细描述
行列式是由矩阵的元素按照一定规则计算 得出的一个数值,用符号D表示。行列式 D与矩阵A的行和列具有相同的秩,即D的 行和列向量构成的子空间与A的行和列向 量构成的子空间是相同的。
空间具有平移不变性、旋转不变性和对称性 等性质。
向量空间的概念与性质
向量空间定义
向量空间是指由向量构成的集合,其中向量 之间可以进行加法、减法和数乘等运算,且 满足一定的封闭性和结合律。
向量空间的性质
向量空间具有向量的加法、数乘和标量乘积 等运算性质,同时也有零向量、负向量的概
念。
向量空间的基与维数
详细描述
线性规划问题通常可以表示为在一组线性约束条件下 ,最大化或最小化一个线性目标函数。通过使用线性 代数的方法,可以求解线性规划问题,并得到最优解 。
应用案例二:投入产出分析
总结词
投入产出分析是一种分析经济活动中各部门之间相互 关系的方法。
详细描述
投入产出分析通常通过构建一个投入产出表来描述各部 门之间的相互关系。这个表是一个方阵,其中的元素表 示各个部门之间的投入产出关系。通过求解线性方程组 ,可以得出各个部门的总投入和总产出。
线性代数具有抽象性和严谨性,对于解决实际问题中涉及到的线性问题具 有很高的实用价值。
线性代数在数学和其他学科中都有广泛的应用,如物理学、经济学、计算 机科学等。
线性代数的应用领域
01
在物理学中,线性代数被广泛应用于量子力学、线 性动力学等领域的计算和解析。
02
在经济学中,线性代数可以用于统计分析、计量经 济学、投入产出分析等方面的计算和建模。
工程数学第5章课件
5.2 复变函数与解析函数
5.2.3 解析函数
1. 解析函数的概念
定义12 若函数f(z)在z0及z0的某一邻域内处处可导,则 称f(z)在z0处是解析的,并称z0为f(z)的解析点。若f(z)在区域D 内处处可导,则f(z)在区域D内解析,f(z)为D内的解析函数, D为f(z)的解析区域。若f(z)在点z0不解析,则z0为f(z)的奇点。
5.3 复变函数的积分
5.3 复变函数的积分
2. 复变函数积分的性质及计算公式 复变函数积分有如下基本性质:
5.3 复变函数的积分
例5.3.1 设C是正向圆周z=1,计算下列各积分的值。
5.3 复变函数的积分
5.3.2 柯西积分定理
定理4(柯西积分定理) 设函数f(z)在单连通区域D内 解析,C是D内任意一条简单闭曲线,则∮Cf(z)dz=0。
5.1 复数
2. 曲线与区域的复数表示
定义5 设x(t)与y(t)是[α,β]上的实连续函数,则由方 程z=z(t)=x(t)+iy(t)(α≤t≤β)所确定的点集C称为复平面上的 一条连续曲线.若存在满足α≤t1≤β,α≤t2≤β且t1≠t2,使得 z(t1)=z(t2),则称曲线C有重点。无重点的连续曲线为简单曲 线。除z(α)=z(β)外没有别的重点的连续曲线为简单闭曲线。
5.1 复数
5.1.1 复数及其表示
1. 复数的概念
形如z=x+iy的数称为复数,其中x和y是任意实数,i是虚数单位( i2=-1),实数x和y分别称为复数z的实部和虚部,记作x=Rez,y=Imz。
当y=0时,z=x为实数;当y≠0时,z为虚数;当x=0且y≠0时,z为 纯虚数。
全体复数构成的集合为复数集,记为C,即C={z=x+iy|x,y∈R}。当 两个复数的实部和虚部对应相等时,两复数相等,即
高等工程数学课件--第1章 集合与映射
定义1.2.3 设X、Y、Z是三个非空集合,并设 有两个映射 f1 : X Y , f2 : Y Z , 由 f1 , f 2 确定 X 到 Z 的映射 f3 : x f2 ( f1 ( x))( x X ) 称为映射 f1 和 f 2 的乘积(product),记为 f 3 f 2 f1 定理1.2.1 设有映射 f1 : X Y , f2 : Y Z , f3 : Z W , 则
lim An Ak .
n k 1
如果 An n 1是单调递减集合序列,则
lim An Ak .
n k 1
1.2 映 射(mapping)
定义1.2.1 设X、Y是两个非空集合,如果存在一
个X 到Y 的对应法则 f ,使得对 X中的每一个元素 x 都有Y中唯一的一个元素 y 与之对应,则称 f 是X 到Y的一个映射,记为 y f (x).
若 B A ,则称 A\B 为B 在A中的余集或B c 的补集,记为 B 。
定理 1.1.1 设A、B、C是三个集合, Ai (i I )为集合X的 子集,则
(1) A ( B C ) ( A B) ( A C ); A ( B C ) ( A B) ( A C );
(2) f 是X 到 Y的满映射当且仅当 Y R( f ).
非空集合,X 到自身的双映射称为X的一 一变换(one-to-one transformation);如果X 是有限集,X 的一一变换称为X 的置换 (permutation)。
非空集合X 上的恒等映射是一个双映射。 例. 微分算子,积分算子,矩阵。
定理1.2.3 映射f :X→Y是可逆映射的充分必 要条件是 f 是X到Y的双映射。 定理1.2.4 设映射f : X→Y , g :Y→Z,则 (1) 如果 f 和 g 都是单映射,则g f 是单映射;
工程数学第八章傅里叶变换课件
[
f ( )e j d ]ejtd
2π
2π
(8-5)
这样就得到了 f (t) 的一个积分形式的展开式,称为非周期函
数 f (t) 的傅里叶积分公式,等号右端称为傅里叶积分.
定理 1(傅里叶积分定理) 若函数 f (t) 在 (-,+) 上的任一
有限区间内满足狄利克雷条件,并且在 (-,+) 上绝对可积,
2
2π
j
1 1 sin t d
2 π0
利用狄利克雷积分 sin d π ,可知
0
2
若 t 0 ,令 t u ,则
sin t d sin u du π
0
0u
2
上页
下页
返回
结束
若 t 0 ,令t u ,则
sin t d
sin u
π
du
0
2
a0
1( 2
0
0d t
2
2
1d t) 1
0
an
1 2
2 0
cos
ntdt
1
2n
sin
nt
|02
sin 2n sin nπ 0(n 0) 2n nπ
上页
下页
返回
结束
bn
1 2
2 0
sin
n
tdt
1
2n
cos
nt
|02
1 (1 cos 2n) 1 (1 cos nπ)
2n
nπ
2
t
d
.
注意到上式被积函数关于 的奇偶性,可得 f (t) 的傅里叶积分公式为
f (t) 1
π
0
(工程数学).ppt
• 3、代数
对实数的运算进入代数学阶段,有
“加、减、乘、除、乘方、开方、指数、 对数”八则,用符号代表数,列出方程, 求解方程成了比算术更有力的武器。这 个时期称为初等数学,从5世纪一直到 17世纪,大约持续了一千多年。初等数 学是常数的数学。对一组数群体性质的 研究就导致线性代数。
• 1、 数学发生图
数学可分为五大学科:纯粹(基础)
数学、应用数学、计算数学、运筹与控 制、概率论与数理统计。
应用数学则以以上数学为综合理论 基础,可分为:价值数学、运筹学、数 理统计学、系统科学、决策论等。目前 又发展出混沌、小波变换、分形几何等。
• 2、 算术
人类逐步有了数的概念,由自然数开始。由于人有 十个手指,所以多数民族建立了十进位制的自然数表 示方法。二十个一组的太多太大,不能一目了然,还 要用上脚趾,五个一组又太少,使组数太多,十个一 组是比较会让人喜爱的折衷方法。有古巴比仑记数法、 希腊记数法、罗马记数法、中国记数法,发展进步了 5000年后,印度人第一次发明了零,零加自然数称为 为整数,传入伊斯兰世界形成目前通用的阿拉伯数字。 计算机的出现又需要二进位制,就是近几十年的事了。
• 另一个例子:现代经济学家使数学进入了经济 学领域,构建了平衡模型,可以预言自由市场 的经济行为,这方面的工作使阿洛(Arrow) 获得了诺贝尔经济学奖,他的哈佛大学的同事
看了这篇得奖论文说,这些应用在数学中是很
基本的,很多哈佛大学一年级学生就可以完成。
可见掌握数学工具后,在其它领域中进行应用,
对数学的再认识
• 华罗庚在五十年代就说过:“宇宙之大、粒子之 微、光箭之速、生物之迷、日用之繁,无处不用 数学”。
工程数学第二章矩阵课件
68 34
上页
下页
返回
结束
例 6 若 A 为 n 阶方阵, k 为实数,则 kA kn A .
证 由于 A 为 n 阶方阵, k 为实数,根据数与矩阵乘法的定义知, kA 是将 A 的 每个元素都乘以 k ,在求 kA 时,根据行列式性质的单行可提性,每一行提出一个 k , 所以 kA kn A .
例1
已知
a
3
b
a
3
b
c
7
d
2c d 3
,求
a,b,c, d
.
解 根据题意,得
a b 7,
2c d 3,
cd
3,
a b 3
故 a 5,b 2,c 2, d 1 .
上页
下页
返回
结束
例2 设
A
1 3
2 4
,
B
0 1
2 1
,
试求:(1) A 与 B 是否相等?(2) A , B .
;
0
0
A
0
0 0
0 0
0 2 1 0 4 2
0
3
2
5
1
3
10 2 5
4
1
.
0 A 称为 A 的负矩阵,记为 A,其中 A与 A 的每个对应元素都互为相反数.
上页
下页
返回
结束
矩阵加法具有如下性质:
假设 A, B,C, 0 均为 m n 矩阵,则 (1) A B B A(交换律); (2) (A B) C A (B C) (结合律); (3) A 0 0 A A; (4) A (A) 0 .
5
3
7 5
4 2
高等数学与工程数学课件第四章导数应用.ppt
思考题 1.极值点与驻点的关系是什么? 2.说明极值与最值的区别. 3.极值存在的必要条件是什么?
答案 答案 答案
课堂练习题 1.求y = x2 2x 3的极值.
2.求出y x4 2x2 1的全部驻点.
答案 答案
第三节 函数的最大值和最小值
在工农业生产和科学实验中,常要遇到在一定条件下,怎 样用料最省、效率最高或性能最好等问题,这些问题归纳到 数学上,即为函数最大值或最小值问题.
在x 0处无极值以上三题中都有y'x0 0, y''x0 0,所以说情形(3)失 效,失效时必须用定理2来判定驻点是否为极值点.
例2 求函数f (x)(x2 1)3 1的极值.
解 因为f '(x) 6x(x2 1)2,令f '(x) 0,得驻点x 1,x 0,x 1
所以f ''(x) 6(x2 1)2 6x2(x2 1)2x 6(x2 1)(5x2 1). 又因为f ''(0)60,所以函数f (x)在x 0处取得极小值为f (0)0.
0
0
可导, 如果
(1)当x x0时, f '(x)0;当x x0时; f '(x)0,则函数f (x) 在点x0处取得极大值f (x0);
(2)当x x0时, f '(x)0;当x x0时; f '(x)0,则函数f (x) 在点x0处取得极小值f (x0);
(3)当x从x0时的左侧变化到右侧时, f '(x)不变号,则f (x) 在x0处无极值.
定理 设函数y f (x)在(a,b)内可导,若f '(x)0,x(a,b)则f (x)在 (a,b)上为增函数;若f '(x)0,x(a,b)则f (x)在(a,b)上为减函数.( 一阶导数符号和函数单调性是否为充要条件?)
工程数学《复变函数》(第四版)课件 4-4 西安交大
1 1 1 f z 3 z z 1 z 4
在1 z 4内 :
1 1 1, z 4
1 1 z 1 z 1 1 z
1 1 1 1 2 z z z
例3 把 f z z 3e 在 0 z 内展成洛朗级数。
2 3 n z z z z 解 e 1 z 2! 3! n!
1 z
1 1 1 z 1 1 3 2 f z z 3 1 z z 2 3 z 2! z 2! 3! 4! z 3! z 12
1 1 z z 4 dz z 1
解法2(柯西积分公式)
1 z 1z 4 dz dz z z 1z 4 z z 3 C1
C2
1 1 2i 2i z 1 z 4 z z 4 z 0 z 1
(2) 洛朗级数
(3)
1
其中 z 0 及 cn n 0,1,2, 为常数。
规定 当且仅当2、 3收敛, 1收敛.
设2收敛域为: z z0 R2 ;
即为前面讨论的级数;
n
对于(3),
c 1 z z 0 c n z z 0
n
称为 f z 在以 z 0为中心的圆环域 R1 z z0 R2内的洛朗展
开式。 右端级数(洛朗级数)中,正整数次幂部分称为洛朗级数的 解析部分;负整数次幂部分称为洛朗级数的主要部分。
⑵ 洛朗级数是泰勒级数的推广。
当 f z 在 z 0 不解析但在 z 0 的去心邻域内解析时可用洛朗级数 展开,展开式是唯一的,展开时尽量用间接展开法。
同济大学 工程数学 第1章 数值分析与科学计算引论PPT课件
13
2021年3月19日
4.战争的预测与评估问题
甲乙双方军备竞赛的数学模型:
dx dt
cx
ay
(1)
dy
dt
bx
dy
微分方程模型!
14
2021年3月19日
第一章 绪论
❖ 1.1 计算方法的意义 ❖ 1.2 误差及有关概念 ❖ 1.3 数值计算中必须注意的几个原则
1.1 计算方法的意义
主要内容:
❖ 实际计算中, 由于真值 x总是未知的, 通常取
__
(x)
x
__
x x
__
__
x
x
作为 x的相对误差.
相对误差也可正可负,它的绝对值上界叫做相对误差限,
记作 r , 即 r
__
.
|x|
根据定义,上例中 x与 的y 相对误差限分别为
x
__
10%,
x
y
__
0.5%
y
可见 _y近_ 似 的y程度比 近_x_似 的程x度好.
❖ 通常准确值x 是未知的, 因此误差 也x 是未知的.
若能根据测量工具或计算情况估计出误差绝对值的一个
上界,即
__
x x x
则 叫做近似值的误差限, 它总是正数.
例如,用毫米刻度的米尺测量一长度 x,读出和该长
__
度接近的刻度 x,
_x_是
x的近似值, 它的误差限是 0 .5 m,m
于是
课程简介
科学和工程计算是工程类硕士研究生的一 门应用性很强的 重要基础课程,是计算机 科学的重要内容。 科学计算是工程实践的重要工具,本课程 主要研究用计算机求解各种数学问题的 数值计算方法 及其理论,简称数值计算方 法或数值分析。
高校工程数学第4节区域教学课件
单连通区域
多连通区域
三、典型例题
[例6] 指明下列不等式所确定的区域,是有界的还是无 界的,单连通的还是多连通的。
1 (1) Re( z ) 1; ( 2) arg z ; ( 3) 3; 3 z (4) z 1 z 1 4; (5) z 1 z 1 1.
8、有界区域和无界区域
如果一个区域 D 可以被包含在一个以原 点 为中心的圆里面 , 即存在 M 0, 使区域的每一个 点都满足 z M , 那末 D 称为有界的, 否则称为无 界的.
( a)
(b)
( c)
区域的有界性
圆坏r1<|z–z0|<r2内的所有点构成一个区域,而且是有界的, 区域的边界由两个圆周|z–z0|=r1和|z–z0|=r2组成(如图a)。 如果在环域内去掉一个(或几个)点,它仍然构成区域,只 是区域的边界由两个圆周和一个(或几个)孤立点所组成 (如图b)。 但由圆环内的点和圆周上的一个点所组成的集合,就不再是 区域了(如图c),因为这个点的任意一个邻域内有不属于圆环 的点。
y
平面曲线的有关概念
o x
(2)光滑曲线
平面曲线的复数形式为:
z=z(t) (z(t)=x(t)+iy(t) a≤t≤b)
如果在区间a≤t≤b上x'(t)和y'(t)是连续的,且对于t的每一 个值,有[x'(t)]2+[y'(t)]2≠0,那么这曲线称为光滑的。 由几段依次相接的光滑曲线 所组成的曲线称为按段光滑 曲线。
若尔当曲线)
简单曲线自身不相交.
在几何直观上,简单曲线是平面上 没有“打结”情形的连续曲线。
(4)简单闭曲线
如果简单曲线C 的起点和终点重合 ,即 z(a ) z(b) , 那末称 C 为简单闭曲线 .
工程数学.ppt
2
H
2 0
(
)d
e
2
d
设 I e x2 dx
I 2
e x2 dx
e
y
2
dy
e( x2 y2 )dxdy
2 re r2 drd
2
d
re r2 dr
3/16
w 2( x t )e2 xtt2 t w 2(t x)w 0
t
w 2( x t)w t
w(
x,
t
)
n0
1 n!
cn
(
x)t
n
n0
1 n!
nc
n
(
x
)t
n1
n0
1 2(t n!
x)cn ( x)t n
{ Hn ( ) } 是带权正交的函数系
9/16
利用递推公式导出积分值递推关系
Hn
Hn ( x) 2 xHn1( x) 2(n 1)Hn2 ( x) 0
H
2 n
2xHn Hn1
2(n
1)H n H n2
0
Hn1
Hn1( x) 2xHn ( x) 2nH n1( x) 0
exp(
x2)
13/16
| 0( x) |2
1 exp( x2 )
| 1 ( x)
|2
2x2
exp(
工程数学线性代数同济第五版课件1-4
是否都是六阶行列式中的项. 解 a 14 a 23 a 31 a 42 a 56 a 65 下标的逆序数为
t 431265
01 2 2 01 6
所以 a 14 a 23 a 31 a 42 a 56 a 65 是六阶行列式中的项. a 32 a 43 a 14 a 51 a 25 a 66 下标的逆序数为 t 452316 8
所以 a 32 a 43 a 14 a 51 a 25 a 66 不是六阶行列式中的项.
上页 下页
例2 在六阶行列式中,下列两项各应带什么符号.
(1 ) a 23 a 31 a 42 a 56 a 14 a 65 ; (1 ) (2) a 32 a 43 a 14 a 51 a 66 a 25 .
t
( 1) ( 1) 1 ( 1)
t t
r t1
( 1)
r t1
a 1 p1 a j p j a i p i a n p n
上页 下页
上式表明:对换两个元素,行标排列与列标排 列的逆序数之和并不改变奇偶性。 经一次对换是如此,经多次对换还是如此。于 是,经若干次对换后,得到:
列标排列 p1 p 2 p n 变为标准排列(逆 序 数为 0)
行标排列由标准排列变为某个新的排列,设为
q 1 q 2 q n , 其逆 序 数为 s , 则有
( - 1 a 1 p1 a 2 p 2 a np n ( 1 ) a q1 1 a q 2 2 a q n n )
a 1 a l ab 1 b m bc 1 c n
现在对换 a 与 b .
上页 下页
a 1 a l a b1 bm b c1 c n
《工程数学》教学课件01线性代数
13
23 称为三阶行列式,它表示一
33
13
23 = 11 22 33 + 12 23 31 +
33
13 21 32 − 13 22 31 − 11 23 32 − 12 21 33
展开式有6项,每一项均为不同行不同列的三个元素之积再冠以正负号,
其运算规律性可用1 + 2 2 + ⋯ + = 0
在D≠0时,仅有一组零解;当有非零解时,系数行列式D=0.
= 2,3 =
= 1.
1.1.1 二阶、三阶行列式
1.n阶行列式的定义
定义3
由2 个元素排成的n行n列的记号
11 12 ⋯ 1
21 22 ⋯ 2
⋮
⋮
⋮
1 2 ⋯
称 为 n 阶 行 列 式 , 这 里 (i,j=1,2,…,n) 称 为 行 的 元
素.n≥4的行列式称为高阶行列式.
应地换成常数项1 , 2 , ⋯ , 而其余各列保持不变所得到的
行列式(证明略).
1.1.2 n阶行列式
1 − 2 + 3 + 24 = 1
+ 2 − 23 + 4 = 1
例7 解线性方程组 1 +
2 + 4 = 2
1
1 + 3 − 4 = 1
例题
1.1.2 n阶行列式
定理1
1.n阶行列式的定义
行列式等于它的任意一行(列)的各元素与其对应的代
数余子式乘积之和,即
= 1 1 + 2 2 + ⋯ + = 1,2, ⋯ ,
或
= 1 1 + 2 2 + ⋯ + = 1,2, ⋯ ,
工程数学课件第二章复变函数
反正切函数是多值解析函数
21
幂函数的定义:
利用对数函数,可以定义幂函数:设 是任 利用对数函数,可以定义幂函数:设α是任 何复数,则定义 的 何复数,则定义z的α次幂函数为
w= z =e
由于
α
α Lnz
( z ≠ 0)
当α为正实数,且 为正实数,且z=0时,还规定 时,还规定
z = 0.
α
w= z =e
z = kπ (k ∈ Z )
8、同理可以定义其他三角函数:
sin z cos z tan z = , cot z = , cos z sin z 1 1 sec z = , csc z = , cos z sin z
19
9、反正切函数:由函数 z = tan w 数 w称为z的反正切函数,记作
所定义的函
2
去原点上的多值函数; 2、对数函数的代数性质(运算性质): Ln( z1 z 2 ) = Lnz1 + Lnz 2 Ln( z1 / z 2 ) = Lnz1 − Lnz 2
Ln n z = 1 ln | z | +i 1 argz + 2kπi n n
9
3、对数函数的解析性质: 对数函数的主值分支 ln z在除去原点和负 实轴的复平面上解析, 并且有 d ln z = 1 dz z
iz1 iz2
1 2 1 2
−iz1
−iz2
5、 z + cos z = 1; sin
2 2
iz 2 2
e +e 2 e −e 2 cos z + sin z = ( ) +( ) 2 2i i2z −i 2 z i2z −i 2 z e +e +2 e +e −2 = − =1 4 2 由此不能得到 | cos z |≤ 1, | sin z |≤ 1
大学课件 工程数学 第1讲
1i
2
2i i, 2
故
1 1
i i
4
i4 =1
例3.证明(1)z1 z2 +z1z2 =2Re(z1 z2)
证 z1 z2 +z1z2 = z1 z2 +z1 z2 =2Re(z1 z2)
(2) z1 z2 2 z1 z2 2 2 z1 2 z2 2
证 等式左边= z1 z2 z1 z2 z1 z2 z1 z2
∵|z||z1|=|z2|及Argz1+Argz=Arg z2( z1≠0)
Argz=Argz2-Argz1 即:
z z 2 r2 e i ( 2 1 ) z1 r1
2.复数的乘幂
定义 n个相同的复数z 的乘积,称为z 的n次幂, 记作z n,即z n=zzz(共n个)。
设z=re iθ,由复数的乘法定理和数学归纳法可证 明 zn=rn(cos nθ+isin nθ)=rn einθ。
例3. 将z = sinπ+icosπ化为三角形式与指数形式.
5
5
引进复数的几何表示,可将平面图形用复数方程
(或不等式)表示;反之,也可由给定的复数方
程(或不等式)来确定它所表示的平面图形。
例4 用复数方程表示: y
(z)
(1)过两点 zj=xj+iyj L z1 z
z2
(j=1,2)的直线;
(2)中心在点(0, -1), 半径为2的圆。
3
3
即0
1, 1
1 2
3 2
i, 2
1 2
3 i. 2
实数范围下的3 1 ?
§4 区 域
1. 区域的概念 2. 简单曲线(或Jordan曲线) 3. 单连通域与多连通域
工程数学线性代数同济第五版课件1-5
n1
.
0
上页
下页
a
b ab 2a b 3a b
c abc 3a 2b c 6a 3b c
d abcd 4a 3b 2c d 10 a 6 b 3 c d
例4 计算
D
a a a
解
从第4行开始,后行减前行
r4 r 3 r3 r2 r 2 r1
D 0.
上页 下页
性质3 行列式的某一行(列)中所有的元素都 乘以同一数 k ,等于用数 k 乘此行列式.
第行 i (列)乘以
a 11 a 12 a1n ka i 1 ka i 2
k ,记作 ri k ( c i k )
a 11 a 12 a1n
ai2 a in
2n
解 将第2n行依次与第2n-1行、…、第2行对调 (共作2n-2次相邻对换),再把第2n列依次与第 2n-1列、…、第2列对调,得到
上页 下页
a c 0 D 2n ( 1)
2(2n 2)
b d 0
0 0 a
0 0 b
a c
b d d
2( n 1)
0
0
c
由上例题,得到递推公式
D 2 n ( ad bc ) D 2 ( n 1 ) ( ad bc ) D 2 ( n 2 )
1 3 1 2 2
上页 下页
r3 3 r1
r4 4 r1
0 0 0 0
r 2 r4
0 0 0 0
1
1 2 0 0 0
2 1 1 1 2
3 5 1 0 2
工程数学复习课件
2013-7-9
Review for engineering mathematics
▲Elementary functions ----Definition of e z ,log z,Logz, z c ,cos z,sin z, sinh z,cosh z To solve some equations with the elementary functions
2.Analytic functions
▲Limits ▲Derivatives (definition, computation) ▲Sufficient conditions and necessary conditions for differentiability ▲Definition of analytic function ▲Difference between differentiable and analytic at a point ▲Harmonic function(harmonic conjugate function)
D4 Figure 5.6
1
z n 1 n 0
zn n1 , (1 z 2). n 0 2
2013-7-9
Review for engineering mathematics
(3)
when 2< z ,
|1/z|<1 and |2/z|<1
y D2
1 1 1 1 1 1 f (z) z 1 z 2 z 1 (1 / z ) z 1 ( 2 / z )
f ( z )dz 2 i Res f ( z )
z zk
C1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、Bracketing Methodsthe method starts with two initial guesses (xl,xu) that bracket, or contain, the root. Then systematically reduce the width of the bracket.If f(xl) and f(xu) have opposite signs, there are an odd number of roots in the interval;If f(xl) and f(xu) have the same signs, there are either no roots or an even number of roots between the values.1、The Bisection MethodGeneral Principle---If f(x) is real and continuous in the interval from xl to xu and f(xl) and f(xu) have opposite sigs, that is f(xl)f(xu)<0, then there is at least one real root between xl and xu. Step1: Choose lower xl and upper xu guesses for the root that the function changes sign over the interval. This can be checked by ensuring that f(xl)f(xu)<0;Step2: An estimate of the root xr is determined by Xr=(xl+xu)/2 (this approach always divide the interval in half)Step3: Make the following evaluations to determine in which interval the root lies:If f(xl)f(xr)<0, the root lies in the lower subinterval. Therefore, set xu=xr and return to step 2. If If f(xl)f(xr)>0, the root lies in the upper subinterval. Therefore, set xl=xr and return to step 2. If f(xl)f(xr)=0, the root equals xr; terminates the computationTermination criteria and error estimates :)1()()(11ur u r x x x f x x x f -=-2、The False-position MethodThis method determines xr using the following approaches:Step1: Choose lower xl and upper xu guesses for the root that the function changes sign over theinterval. This can be checked by ensuring that f(xl)f(xu)<0;Step2: An estimate of the root xr is determined by Equation (2)Step3: Make the following evaluations to determine in which interval the root lies:If f(xl)f(xr)<0, the root lies in the lower subinterval. Therefore, set xu=xr and return to step 2. If If f(xl)f(xr)>0, the root lies in the upper subinterval. Therefore, set xl=xr and return to step 2. If f(xl)f(xr)=0, the root equals xr; terminates the computationf(x l )x r −x l=f(x u )xr −x u(1))2()()())((u l u l u u r x f x f x x x f x x ---=二、Open Methods1、Newton-Raphson Method —the most widely used of all root-locating formulasPitfalls of Newton-Raphson Method : (a): occurrence of an inflection point in the vic inity of a root, iterations beginning at x0progressively diverge from the root;(b): the tendency of the Newton-Raphson technique to oscillate around a local maximum or minimum. Such oscillations may persist, or a near-zero slope is reached, whereupon the solution is sent far from the area of interest.(c): an initial guess that is close to one root can jump to a location several roots away, because near-zero slope is encountered.(d): the solution shoots off horizontally and never hits the x axis. 2、Secant MethodSecant method is similar to the Newton-Raphson technique in the sense that an estimate of the root is predicted by extrapolating a tangent of the function to the x axis. However, the secant method uses a difference rather than a derivative to estimate the slope.Substituting this into Newton-Raphson equation :Yielding the following iterative equation:)(')(1i i i i x f x f x x -=+)()()()('11i i i i i x x x f x f x f --=--x i+1=x i −f(x i )f ′(x i))()())((111i i i i i i i x f x f x x x f x x ---=--+三、OPTIMIZA TION1、One-Dimensional Unconstrained OptimizationStep 1: Guess a lower and uper bounds: xl and xu;Step 2: Choose two interior points (x1 and x2) according to the golden ratio (x1>x2).Step 3: Calculate f(x1) and f(x2).Case 1: If f(x1)>f(x2), Then the domain (xl - x2) can be eliminated because it does not contain the maximum. For this case, x2 becomes the new xl;Case2: If f(x2)>f(x1), then the domain (x1–xu) can be eliminated. In this case, x1 becomes the new xu.Step 4: Substitute the new xl (old xu) (case 1) or new xu (old xl) (case 2) into Equations (1) to (3) in the next round of calculations. Termination Criteria :If f(x 1)>f(x 2), x(opt)=x 1 If f(x 2)>f(x 1), x(opt)=x 22、Multi-Dimensional Unconstrained Optimizationf(x,y)到XOY 平面的投影,h 即运动的距离,根据(x 0,y 0)计算出df/dx,df/dy 的值,再代入 计算最值时h 的大小,求出(x,y )。
1、Starting at x 0 and y 0 the coordinates of any point in the gradient direction can be expressed as:2、At the evaluation point (x 0, y 0), the value of the derivative terms in above equations can becalculated and only h is an unknown. This converts the f(x,y) into a function of only one variable h:)3();2()1)((21521d x x d x x x x d u l l u -=+=--=61803.02151201=-===R l l ll %100)1(optl u a x x x R --=εh y fy y ∂∂+=0h x fx x ∂∂+=0)(),(),(00h g h yf y h xf x f y x f =∂∂+∂∂+=)(),(),(00h g h yf y h x f x f y x f =∂∂+∂∂+=3、The h can be calculated using the 1D optimization approach, i.e., Golden-section;4、With h known, x1 and y1 and can be determined and used as a new starting point.计算到h为零时达到最值点。