Processing math: 50%
Akademisyenler öncülüğünde matematik/fizik/bilgisayar bilimleri soru cevap platformu
0 beğenilme 0 beğenilmeme
1.3k kez görüntülendi

2. ve 3. soruları cevaplarsanız sevinirim.image

Lisans Matematik kategorisinde (14 puan) tarafından  | 1.3k kez görüntülendi

Sorunuz bircok kurala uymuyor. Lutfen daha sonraki sorularinizi kurallar dahilinde sorunuz. Kurallar soruyu sorarken beliriyor. Ordan okuyabilirsiniz.

1 cevap

0 beğenilme 0 beğenilmeme
En İyi Cevap

1)  a)

fx=2(x2)+2(x2y2)=0(1)

fy=2(x2y2)(4y)=0(2)

(2)y=0 veya x=2y2

(1)y=0 ise  2(x2)+2(x)=0x=1

(1)x=y2 icin cozum yok.  O zaman kritik noktalarimiz

(2)x=12(12y2)(4y)=0y=0 veya y22

(1)x=12(12)+2(12y2)=0y=0

(1,0),(1,22),(1,22) olur.

2)  V=πr2h=20π. Maliyet M olsun. O zaman


M=(2πr2)10+(2πrh)8 olur. Mailyeti minimize etmemiz lazim. Oncelikle yukaridaki iliskiyi kullanarak bir M'yi bir degiskene dusurelim.


πr2h=20πh=20r2M'de yerine koyalaim.

M=(2πr2)10+(2πr20r2)8=20πr2+320πr

dMdr=40πr320πr2=0

40πr3320πr2=040πr3320π=0r3=8r=2r=2'nin gercekten  maliyeti minimize eden deger oldugunu gostermek icin M isaretine bakilabilir veya birinci turevde tablo yapilabilir (r=0'i da goz onune alarak). Bunu size birakiyorum.

h=\dfrac{20}{2^2}=5


3) Once  Newton metodunu 1 degiskenli fonksiyonlar icin hatirlayalim. Newton methodu, x_0 noktasini baslangic olarak alan ve itarasyon ile f(x)=0 fonsiyonun kokunu bulan bir metod.


x_{n+1}=x_n-\dfrac{f(x_n)}{f'(x_n)}\qquad n=0,1,\dots

n=0:\qquad x_{1}=x_0-\dfrac{f(x_0)}{f'(x_0)}


Cok degiskenlilerde ise formul su haldedir. J=\left[ \begin{array}{ccc}  \dfrac{\partial f_1}{\partial x_1} & \dots & \dfrac{\partial f_1}{\partial x_N} \\  \vdots & \ddots & \vdots \\   \dfrac{\partial f_N}{\partial x_1} & \dots & \dfrac{\partial f_N}{\partial x_N}\\ \end{array} \right] Jacobian matrix olmak uzere

\mathbf{x}_{n+1}=\mathbf{x}_{n}-J(\mathbf{x}_{n})^{-1}f(\mathbf{x}_{n}) dir.

2 degiskenliler icin yazalim.

\left[ \begin{array}{c}  x_{n+1} \\  y_{n+1} \\ \end{array} \right]=\left[ \begin{array}{c}  x_{n} \\  y_{n} \\ \end{array} \right]-\left[ \begin{array}{cc}  \dfrac{\partial f_1}{\partial x}( x_{n}) & \dfrac{\partial f_1}{\partial y}( x_{n}) \\   \dfrac{\partial f_2}{\partial x}(y_{n}) & \dfrac{\partial f_2}{\partial y}( y_{n}) \\ \end{array} \right]^{-1}\left[ \begin{array}{c} f_1( x_{n}) \\  f_2(y_{n}) \\ \end{array} \right]

Sizin sorunuza gelince, (x_0,y_0)=(1,1)


F(x,y)=\left[ \begin{array}{c}  f_1(x,y) \\ f_2(x,y)  \\ \end{array} \right]=\left[ \begin{array}{c} x^2+y^2+3 \\  -2x^2-\dfrac{1}{2}y^2 +2\\ \end{array} \right]

J=\left[ \begin{array}{cc}  \dfrac{\partial f_1}{\partial x} & \dfrac{\partial f_1}{\partial y} \\   \dfrac{\partial f_2}{\partial x} & \dfrac{\partial f_2}{\partial y} \\ \end{array} \right]=\left[ \begin{array}{cc} 2x &2y \\   -4x & -y \\ \end{array} \right]

J^{-1}=\left[ \begin{array}{cc}  -\dfrac{1}{6 x} & -\dfrac{1}{3 x} \\  \dfrac{2}{3 y} & \dfrac{1}{3 y} \\ \end{array} \right]

\left[ \begin{array}{c}  x_{n+1} \\  y_{n+1} \\ \end{array} \right]=\left[ \begin{array}{c}  x_{n} \\  y_{n} \\ \end{array} \right]-\left[ \begin{array}{cc}  -\dfrac{1}{6 x}(x_n) & -\dfrac{1}{3 x} (x_n)\\  \dfrac{2}{3 y}(y_n) & \dfrac{1}{3 y}(y_n) \\ \end{array} \right]\left[ \begin{array}{c} f_1( x_{n}) \\  f_2(y_{n}) \\ \end{array} \right]

n=0: (x_0,y_0)=(1,1)
\left[ \begin{array}{c}  x_{1} \\  y_{1} \\ \end{array} \right]=\left[ \begin{array}{c}  x_0 \\  y_0 \\ \end{array} \right]-\left[ \begin{array}{cc}  -\dfrac{1}{6 x}(x_0,y_0) & -\dfrac{1}{3 x} (x_0,y_0)\\  \dfrac{2}{3 y}(x_0,y_0) & \dfrac{1}{3 y}(x_0,y_0) \\ \end{array} \right]\left[ \begin{array}{c} f_1( x_0,y_0) \\  f_2(x_0,y_0) \\ \end{array} \right]

\left[ \begin{array}{c}  x_{1} \\  y_{1} \\ \end{array} \right]=\left[ \begin{array}{c}  1 \\  1 \\ \end{array} \right]-\left[ \begin{array}{cc}  -\dfrac{1}{6 x}(1,1) & -\dfrac{1}{3 x} (1,1)\\  \dfrac{2}{3 y}(1,1) & \dfrac{1}{3 y}(1,1) \\ \end{array} \right]\left[ \begin{array}{c} f_1( 1,1) \\  f_2(1,1) \\ \end{array} \right]

\left[ \begin{array}{c}  x_{1} \\  y_{1} \\ \end{array} \right]=\left[ \begin{array}{c}  1 \\  1 \\ \end{array} \right]-\left[ \begin{array}{cc}  -\dfrac{1}{6} & -\dfrac{1}{3} \\  \dfrac{2}{3} & \dfrac{1}{3} \\ \end{array} \right]\left[ \begin{array}{c} -1 \\ -\dfrac{1}{2} \\ \end{array} \right]


\left[ \begin{array}{c}  x_{1} \\  y_{1} \\ \end{array} \right]=\left[ \begin{array}{c}  1 \\  1 \\ \end{array} \right]-\left[ \begin{array}{c} \dfrac{1}{3} \\ -\dfrac{5}{6}\\ \end{array} \right]

\left[ \begin{array}{c}  x_{1} \\  y_{1} \\ \end{array} \right]=\left[ \begin{array}{c} \dfrac{2}{3} \\ \dfrac{11}{6}\\ \end{array} \right]

Siyah noktada baslayip ilk iterasyonla magenta noktasina geldik, bence bir iterasyon icin cok iyi. Amacimiz en yakin kirmizi koktaya ulasmak.


image Mathematica programi:

ClearAll["Global`*"]
val = Values@NSolve[{x^2 + y^2 - 3, -2 x^2 - y^2/2 + 2}, {x, y}];

F = {x^2 + y^2 - 3, -2 x^2 - y^2/2 + 2};
b = {x, y};
MatrixForm[J = Grad[F, b]];
MatrixForm[Jinv = Inverse[J]];
{x[0], y[0]} = {2, 1};
val2 = Prepend[Table[

{x[n + 1],
y[n + 1]} = {x[n],
y[n]} - (Jinv /. {x -> x[n], y -> y[n]}).(F /. {x -> x[n],
y -> y[n]}), {n, 0, 2}], {x[0], y[0]}] // N

{{2., 1.}, {1.08333, 1.83333}, {0.695513, 1.64394}, {0.587388,   1.63303}}

image
(2.9k puan) tarafından 
tarafından düzenlendi
Epey uzun cevap yazmissin. Ellerine saglik :) 
Soran pek kurallar dahilinde sormamis. 

Kapatmaya yetişemedim.

20,313 soru
21,868 cevap
73,590 yorum
2,864,712 kullanıcı