📘 О чем эта работа
Курсовая посвящена численному вычислению определённого интеграла функции f(x) = (x-1)(x-4)cos x + (2x-5)sin x на отрезке [0,5] в узловых точках x = 0,1,2,3,4,5 с точностью ε = 10-6. Полученные значения y использованы в качестве компонента вектора правой части СЛАУ с заданной трёхдиагональной матрицей; далее система решается численно и анализируется точность решения.
📚 Что внутри
Работа содержит подробное описание и реализацию методов, результаты вычислений и оценку погрешностей:
- Анализ подынтегральной функции и построение графика (код на Python с matplotlib).
- Сравнение методов численного интегрирования: формулы Ньютона—Котса, метод прямоугольников (средние), метод трапеций, метод Симпсона и квадратурные формулы Гаусса; реализация в Python (scipy.integrate, fixed_quad).
- Выбор оптимального метода: метод Симпсона при n = 128 обеспечивает требуемую точность ε = 10-6; метод Гаусса (n=5) даёт сопоставимые результаты.
- Таблица вычисленных значений y в точках x = 0..5 (метод Симпсона): 0, 0, -1.818594865, -0.282240046, -0.000000016, -3.835697332.
- Реализация и применение методов решения СЛАУ: алгоритм прогонки (метод Томаса) для трёхдиагональной матрицы и итерационный метод Зейделя для сравнения; приведён код и результаты.
- Оценки: число обусловленности матрицы cond(A) ≈ 17.946, верхняя оценка относительной погрешности решения по 1-норме ≤ 3.97·10-6, максимальная наблюдаемая разница решений ≈ 1.2·10-6.
- Таблицы с результатами интегрирования (сравнение методов) и таблица с результатами решения СЛАУ (прогонка vs. Зейдель).
📊 Для кого подходит
Работа полезна студентам естественно‑математических и инженерных направлений, изучающим численные методы, вычислительную математику и прикладную линейную алгебру; подходит как демонстрационный пример для курсовых, лабораторных и практических заданий.
✨ Особенности
В комплекте — готовые фрагменты кода на Python (используются numpy, scipy, matplotlib), подробные таблицы с результатами при разных разбиениях, выбор оптимального метода интегрирования (Симпсон n=128) и проверка устойчивости решения СЛАУ через число обусловленности. Приведены явные числовые значения RHS и вектор решения, что экономит время при доработке и адаптации под другие задачи.
❓ Частые вопросы
Подойдет ли для моего ВУЗа?
Структура соответствует стандартным требованиям курсовой работы: введение, главы с методикой и расчётами, заключение и список литературы; легко адаптируется под конкретные требования оформления.
Можно ли адаптировать к похожим задачам?
Да — код и алгоритмы универсальны: модифицируйте подынтегральную функцию, узлы или матрицу системы, чтобы получить готовые результаты для других вариантов.