Непрерывность функции - вопрос №286326

Добрый день, помогите, пожалуйста.

Я пишу программу, которая численными методами находит приблизит. корень заданного уравнения(трансцендентного). Интервал и точность заданы. Вычисляет машина, так что количество итераций, можно сказать, неограничено.

Обычно такие задачи разбивают на два этапа. 1. Отделение корня. 2. Уточнение

Вопрос по первой части. Я знаю, что корень отделён на [a..b] если:
f(а)*f(b) < 0
f — строго монотонна и непрерывна на [a..b]

Но, исходя изтого, что корень(один) может быть и на отезке, где функция немонотонна,
и, исходя из того, что, не смотря на f(a)*f(b), на интервале может быть несколько пересечений с абсцисс(если не учитывать монотонность, то f(a)*f(b) могут ввести в заблуждение)
… я делаю так:
1. Пробегаю [a..b] и запоминаю количество смен знаков.
2. Если = 0 — не найден ни один
3. Если > 1 — найдено несколько
4. Иначе — понятно, есть корень и только один.
(Вопрос второй — верхний абзац и 1, 2, 3, 4 — справедливы? Я имею право так делать?)

Но вот проблема… функция должна быть непрерывна на a..b. Я уже писал что она задана… да. Но это упрощение. Т.е. она пока задана. «Завтра, послезавтра» программа сможет обрабатывать любую функцию. Поэтому программе неизвестно — прервна f или нет. И вот главный вопрос, как дать программе понять — прерывна f или нет? Что программа должна знать о f?
Ведь, я не могу даже сам утверждать прерывна или нет прямая линия. Если я очень пристально буду её рассматривать, может оказаться что она как будто из точек состоит и прерывна.
Наверное, нужны какие-то граничные условия, обусловленности, договорённости между людьми, насколько пристально следует рассматривать функцию. Существуют ли такие условия? Может быть это шаг пробега a..b?
Как решают обычно такие задачи на практике в прикладной математике?
Как машину научить разобраться в непрерывности? Не надо уметь программировать. Ну это, как, человека, который за секунду может производить миллионы любых арифметических операций, научить выполнить такие операции, чтобы получив результат, он понял… ага — прерывна, ага… непрерывна.
Пределы искать? 

Лучший ответ по мнению автора

это математический вопрос, Вам надо сначала определиться с алгоритмом решения не принимая во внимание что он будет исполняться на компьютере

здесь (в разделе технологии) проще получить подсказку как реализовать конкретный алгоритм

Вам следут учитывать что научить компьютер так же как человека нельзя, искусственный интеллект еще не создан и даже не доказано что его возможно создать

строго говоря компьютер не учат, ему указывают как делать. соответственно что бы правильно указать как делать, надо сначала уяснить самому

в разделе Учеба и наука гораздо больше шансов получить подсказку по самим численным методам

возвращаясь к Вашим рассуждениям выше — компьютер не может смотреть, когда Вы говорите

1. Пробегаю [a..b] и запоминаю количество смен знаков.
2. Если = 0 — не найден ни один
3. Если > 1 — найдено несколько
4. Иначе — понятно, есть корень и только один.

для программиста это значит именно

шаг пробега a..b?

это называется дискретный перебор. в том то все и дело что всегда возможна функция которая может 2 раза сменить знак между значениями шага

в тоже время шаг не возможно уменьшать до бесконечности

Вычисляет машина, так что количество итераций, можно сказать, неограничено.

это в корне не верное суждение. можно сказать что для человека 10, 100 шагов при ручном расчете может уже быть трудоемкой задачей, а для компьютера 10 000 или 100 000 000 вполне посильная задача. но речь как раз о том что все это не бесконечная точность. если Вы столкнетесь с функцией которая умудряется и при таком шаге четное число раз менять знак — Вы это пропустите

а увеличивать бесконечно не возможно — на каждый шаг требуется врея, хоть малое, но конкретное. при бесконечном росте количества шагов время исследования вырастет тоже бесконечно

Вопрос второй — верхний абзац и 1, 2, 3, 4 — справедливы? Я имею право так делать?

Вы можете так делать, но это не гарантирует точности. допустимо ли это для конкретной задачи — это зависит от функции, способа ее задания и цели исследования

11.06.12
Лучший ответ по мнению автора

✯ Анна ✯

Читать ответы

Павел Викторович

Читать ответы
Посмотреть всех экспертов из раздела Технологии > JavaScript,Ajax,HTML
Пользуйтесь нашим приложением Доступно на Google Play Загрузите в App Store