Alvaro Meseguer - Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers

Здесь есть возможность читать онлайн «Alvaro Meseguer - Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers» — ознакомительный отрывок электронной книги совершенно бесплатно, а после прочтения отрывка купить полную версию. В некоторых случаях можно слушать аудио, скачать через торрент в формате fb2 и присутствует краткое содержание. Жанр: unrecognised, на английском языке. Описание произведения, (предисловие) а так же отзывы посетителей доступны на портале библиотеки ЛибКат.

Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers: краткое содержание, описание и аннотация

Предлагаем к чтению аннотацию, описание, краткое содержание или предисловие (зависит от того, что написал сам автор книги «Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers»). Если вы не нашли необходимую информацию о книге — напишите в комментариях, мы постараемся отыскать её.

Introduces the fundamentals of numerical mathematics and illustrates its applications to a wide variety of disciplines in physics and engineering Applying numerical mathematics to solve scientific problems, this book helps readers understand the mathematical and algorithmic elements that lie beneath numerical and computational methodologies in order to determine the suitability of certain techniques for solving a given problem. It also contains examples related to problems arising in classical mechanics, thermodynamics, electricity, and quantum physics.
Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and
Engineers
Provides a modern perspective of numerical mathematics by introducing top-notch techniques currently used by numerical analysts Contains two parts, each of which has been designed as a one-semester course Includes computational practicals in Matlab (with solutions) at the end of each section for the instructor to monitor the student's progress through potential exams or short projects Contains problem and exercise sets (also with solutions) at the end of each section  is an excellent book for advanced undergraduate or graduate students in physics, mathematics, or engineering. It will also benefit students in other scientific fields in which numerical methods may be required such as chemistry or biology.

Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers — читать онлайн ознакомительный отрывок

Ниже представлен текст книги, разбитый по страницам. Система сохранения места последней прочитанной страницы, позволяет с удобством читать онлайн бесплатно книгу «Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers», без необходимости каждый раз заново искать на чём Вы остановились. Поставьте закладку, и сможете в любой момент перейти на страницу, на которой закончили чтение.

Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

1.2 Approximate Roots: Tolerance

Suppose we want to locate the zeros or roots of a given function картинка 106that is continuous within the interval картинка 107. Mathematically, the main goal of exact root‐finding of картинка 108in картинка 109is as follows:

Root‐finding (Exact): Find картинка 110such that картинка 111.

However, computers work with finite precision and the condition картинка 112cannot be exactly satisfied, in general. Therefore, we need to reformulate our problem:

Root‐finding (Approximate): For a given картинка 113, find Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 114such that Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 115for some Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 116.

This reformulation introduces a new component in the problem: the positive constant картинка 117, usually termed as tolerance , whose meaning is outlined in the plot on the right. Since the root condition картинка 118cannot be satisfied exactly, we must provide an interval containing the root Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 119. In the figure on the right, the root Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 120lies within the interval Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 121.

121 The Bisection Method In order to clarify the concept of tolerance we - фото 122

1.2.1 The Bisection Method

In order to clarify the concept of tolerance we introduce here the bisection method (also called the interval halving method ). Let us assume that картинка 123is a continuous function within the interval картинка 124within which the function has a single root Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 125. Since the function is continuous, Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 126. First, we define картинка 127, Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 128, and Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 129as the starting interval whose midpoint is Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 130. The main goal of the bisection method consists in identifying that half of картинка 131in which the change of sign of actually takes place Use the simple rules Bisection Rules Finally set - фото 132actually takes place. Use the simple rules:

Bisection Rules:

Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 133

Finally set Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 134and Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 135.

Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 136

Figure 1.1(a) A simple exploration of Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 137reveals a change of sign within the interval картинка 138(the root has been depicted with a gray bullet). (b) We start the bisection considering the initial interval Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 139. The bisection rule provides the new halved interval Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 140.

Figure 1.1shows the result of applying the bisection rule to find roots of the cubic polynomial Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 141already studied in Eq. ( 1.2). As shown in Figure 1.1a, this polynomial takes values of opposite sign, Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 142and Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 143, at the endpoints of the interval Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 144whose midpoint is Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 145. Since Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 146, the new (halved) interval provided by the bisection rules is The midpoint of white triangle in Figure 11b provides a new estimatio - фото 147. The midpoint of white triangle in Figure 11b provides a new estimation of the root of the - фото 148of Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 149(white triangle in Figure 1.1b) provides a new estimation of the root of the polynomial. We could resume the process by checking whether Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 150or Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 151in order to obtain the new interval Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 152containing the root and so on. After Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 153bisections we have determined the interval Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 154with midpoint Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 155. In general, the interval картинка 156will be obtained by applying the same rules to the previous interval Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers - изображение 157:

Читать дальше
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

Похожие книги на «Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers»

Представляем Вашему вниманию похожие книги на «Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers» списком для выбора. Мы отобрали схожую по названию и смыслу литературу в надежде предоставить читателям больше вариантов отыскать новые, интересные, ещё непрочитанные произведения.


Отзывы о книге «Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers»

Обсуждение, отзывы о книге «Fundamentals of Numerical Mathematics for Physicists and Engineers» и просто собственные мнения читателей. Оставьте ваши комментарии, напишите, что Вы думаете о произведении, его смысле или главных героях. Укажите что конкретно понравилось, а что нет, и почему Вы так считаете.

x