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Programm zur Nullstellenbestimmung

Donnerstag, 5. Juli 2007, 15:36

Hi,
ich soll für meine Seminararbeit ein Programm erstellen, mit dem ich 4 verschiedene Näherungsverfahren zur Nullstellenbistimmung verwenden kann.
Dazu ist mir die Programmiersprache freigestellt. Jetzt kenn ich mich selber nur mit Visual Basic aus, drum mach ichs dort, allerdings gehts da auch nicht über Berufsschulniveau raus, also muss ich doch einiges mir selbst beibringen.
Nun hab ich folgendes Problem: Ich krieg zwar die Funktion in ein array, also a(grad) sodass immer mithilfe von grad das dazugehörige a ausgegeben werden kann (also wenn die funktion a(1)*x^1+a(2)*x^2... ist) das ganze soll auch nur für ganz-rationale Funktionen funktionieren also soweit alles in Ordnung.
Mein Problem ist jetzt, dass ich keine Ahnung hab, wie ich zunächst die Existenz von Nullstellen beweisen kann, da die Verfahren nur für Nullstelln mit Vorzeichenwechsel funktionierne brauch ich auch nur die irgendwie beweisen, aber ich weiß ja nicht welche Funktion eingegeben wird also auch nciht in welchem Bereich die gesuchten Nullstellen ca sind, ich kann allerdings auch die Funktion nicht im Bereich -unendlich bis unendlich untersuchen ob irgendwo Vorzeichenwechsel vorliegen, da muss es doch ne sinnvolle möglichkeit geben, ich komm nur nicht drauf :'(
Naja, hoffe ich konnt mein Problem soweit rüberbringen und ihr könnt mir irgendwelche Tipps geben...
dankeschön :-*
nordy
Die Kunst ist nicht mit dem Kopf durch die Wand, sondern mit den Augen die Türe zu finden!! Lieber künstliche Intelligenz als natürliche Dummheit!

Re: Programm zur Nullstellenbestimmung

Donnerstag, 5. Juli 2007, 15:45

http://de.wikipedia.org/wiki/Nullstelle nennt gleich einen ganzen Haufen Verfahren. Im englischen Pendant finde ich gerade nicht den passenden Artikel, aber wenn es ihn gibt, steht da möglicherweise noch mehr oder sogar Beispielcode (gibt es öfter für Algorithmen usw.).

Re: Programm zur Nullstellenbestimmung

Sonntag, 8. Juli 2007, 14:28

Ja, die Verfahren die ich dann verwenden soll die sind mir vorgegeben (Newton, Regula Falsi, Intervallhalbierung und - schachtelung) aber ich brauch ja Startwerte links und rechts von den Nullstellen... Und mein Problem ist wie ich auf diese Startwerte automatisiert kommen kann... weil Benutzereingaben dazu wollt ich eignetlich so weit wie möglich vermeiden.
Die Kunst ist nicht mit dem Kopf durch die Wand, sondern mit den Augen die Türe zu finden!! Lieber künstliche Intelligenz als natürliche Dummheit!

powerslide

unregistriert

Re: Programm zur Nullstellenbestimmung

Sonntag, 8. Juli 2007, 17:26

naja ..

also eigentlich kannst du das startintervall ja beliebig groß wählen .. die verfahren konvergieren alle und sollten innerhalb von 3-4 iterationen den wirklichen suchkreis so eingeschränkt haben.. das kaum performanceprobs auftreten..

du kannst natürlich auch über die ableitung gehen und vorzeichenwechsel bestimmen.. und in dem bereich fängts dann halt an..

Re: Programm zur Nullstellenbestimmung

Sonntag, 8. Juli 2007, 17:39

Zitat von »powerslide«

naja ..

also eigentlich kannst du das startintervall ja beliebig groß wählen .. die verfahren konvergieren alle und sollten innerhalb von 3-4 iterationen den wirklichen suchkreis so eingeschränkt haben.. das kaum performanceprobs auftreten..


Das schon, erhöht aber die Wahrscheinlichkeit bei mehr als zwei eine Nullstelle zu "vergessen"
"Live free or die: Death is not the worst of evils."

Re: Programm zur Nullstellenbestimmung

Dienstag, 10. Juli 2007, 12:08

In der Hinsicht würde ich nochmal mit dem Betreuer deiner Arbeit sprechen.

Bei nem Näherungsverfahren isses bei so nem Programm imho sinnvoll die Grenzen selbst zu wählen.
Genauso würde ich die Anzahl der Rechenschritte variabel halten.
Damit kann man dann schöne Vergleiche machen was in welchem Bereich besser funktioniert.

Gehts eigentlich nur um Polynome oder auch andere lustige Dinge wie e-/ln-Funktionen
"When mountains speak, wise men listen" - John Muir

Re: Programm zur Nullstellenbestimmung

Dienstag, 10. Juli 2007, 12:26

Hi,
dann werd ich wohl nochmal nachfragen, ob die Startwerte selbst festgelegt werden sollen...
Es geht aber definitiv nur um ganz-rationale Funktionen, die allerdings jedes beliebigen Grades.
Also e-funktion, ln, oder gebrochen-rationales Zeugs kommt nix rein.
cya

edit: okay, heute mal mit meiner Lehrerin geredet die hat gesagt, es reicht, wenn die Startwerte vorgegeben werden.
Danke euch fürs Kopfzerbrechen :-*
Die Kunst ist nicht mit dem Kopf durch die Wand, sondern mit den Augen die Türe zu finden!! Lieber künstliche Intelligenz als natürliche Dummheit!

Re: Programm zur Nullstellenbestimmung

Montag, 16. Juli 2007, 22:09

Wird doch wohl nicht schwer sein, ne ganz-rationale Funktion abzuleiten, Extrema zu bestimmen und dann von da auf einn Startbereich für die Nullstellenberechnung zu schließen...

...oder? :)

Meines Wissens nach sind ganz-rationale Funktionen auf ihrem ganzen Definitionsbereich stetig. Also kannste nach der Extremwertbestimmung den "Zwischenwertsatz" ohne Probleme anwenden.

MfG
"I've always said, the Web is the sum of all human knowledge plus porn.", Ron Gilbert
UltraStar Manager 1.7.2 | Infos zu meinem PC | .o0 DeathSpank 0o.

Re: Programm zur Nullstellenbestimmung

Montag, 16. Juli 2007, 22:24

Ja, nur für die Extremwertbestimmung brauch ich schon wieder Nullstellen, dann halt die von der Ableitung, also kann ich da auch ned wirklich was damit anfangen :-/
naja, ich machs jetzt mit eingegebenen Startwerten
Die Kunst ist nicht mit dem Kopf durch die Wand, sondern mit den Augen die Türe zu finden!! Lieber künstliche Intelligenz als natürliche Dummheit!

Re: Programm zur Nullstellenbestimmung

Dienstag, 17. Juli 2007, 15:17

Zitat von »Saiya@HPI«

Wird doch wohl nicht schwer sein, ne ganz-rationale Funktion abzuleiten, Extrema zu bestimmen und dann von da auf einn Startbereich für die Nullstellenberechnung zu schließen...

...oder? :)

Meines Wissens nach sind ganz-rationale Funktionen auf ihrem ganzen Definitionsbereich stetig. Also kannste nach der Extremwertbestimmung den "Zwischenwertsatz" ohne Probleme anwenden.

MfG


Über den Sinn an Hand von genauen Nullstellen ein Näherungsverfahren zu starten darf man dann aber wohl streiten, oder?
"When mountains speak, wise men listen" - John Muir