Читаем Большая Советская Энциклопедия (ГР) полностью

  Умножение и деление осуществляют построением пропорциональных отрезков, которые отсекают на сторонах угла параллельные прямые (MA и BC на рис. 2 ). Так построены отрезки 1, а , б и с , длины которых удовлетворяют соотношению а : 1 = с : b , откуда с = аb или b = с/а ; следовательно, зная два из трёх отрезков a , b и с , всегда можно найти третий, т. е. можно построить произведение или частное двух чисел. При этом построении единичные отрезки на прямых OB и OC могут быть различными.

  Комбинируя действия умножения и сложения, графически вычисляют суммы произведений вида

a1x1 + a 2 x 2 + ... + a n x n

и взвешенное среднее

(a 1 x 1 + ... + a n x n )/(a 1 + ... + а 2 ).

  Графическое возведение в целую степень заключается в последовательном повторении умножения.

  Построение значений многочлена

f (x ) = a 0 x n + a 1 x n-1 + ... + a n-1 x + a n

основано на представлении его в виде

f (x ) = {[(a 0 x + a 1 )х + а 2 ]х + ...}х + а n

и последовательном графическом выполнении действий, начиная с выражения, заключённого во внутренние скобки.

  Графическое решение уравнения f (x ) = 0 заключается в вычерчивании графика функции у = f (x ) и нахождении абсцисс точек пересечения кривой с осью Ox , которые и дают значения корней уравнения. Иногда решение можно значительно упростить, если представить уравнение в виде j1 (x ) = j2 (x ) и вычертить кривые y = j1 (x ) и y = j2 (x ). Корнями уравнения будут значения абсцисс точек пересечения этих кривых (на рис. 3 показано нахождение корня x 0 ).

  Так, для решения уравнения третьей степени z 3 + az 2 + bz + c = 0 его приводят к виду x 3 + px + q = 0 заменой z = х — а /3, затем уравнение представляют в виде x 3 = —px — q и вычерчивают кривую у = х 3 и прямую у =—px — q . Точки их пересечения определяют корни x 1 , x 2 , x 3 уравнения. Построение удобно тем, что кубическая парабола у = х 3 остаётся одной и той же для всех уравнений третьей степени. На рис. 4 решено уравнение x 3 — 2,67x — 1 = 0. Его корни x 1 = —1,40, x 2 = 0,40, x 3 = 1,80. Аналогично решается уравнение четвёртой степени z 4 + az 3 + bz 2 + cz + d = 0. Подстановкой z = x — a /4 его приводят к виду x 4 + px 3 + qx + s = 0 и затем переходят к системе уравнений: у = х 2 , (х – х 0 )2 + (у — у 0 )2 = r 2 , вводя переменное y . Здесь x 0 = —q /2, у 0 = (1 – р )/2 и  Первое уравнение даёт на плоскости параболу, одну и ту же для всех уравнений четвёртой степени, второе — окружность радиуса г , координаты центра x 0 , y 0 которой легко подсчитать по коэффициенту данного уравнения. На рис. 5 решено уравнение x 4 2,6x 2 — 0,8х — 0,6 = 0 (для него x 0 = 0,4; y 0 = 1,8, r = 2). Его корни x 1 = 1,55, x 2 = 1,80. Как видно из рис. , уравнение др. действительных корней не имеет.

  Графическое интегрирование. Вычисление определенного интеграла  основано на замене графика подинтегральной функции y = f (x ) ступенчатой ломаной. На рис. 6 изображена криволинейная трапеция aABb , площадь которой численно равна вычисляемому интегралу. Для построения ломаной криволинейную трапецию разрезают прямыми, параллельными оси Оу , на ряд полос — элементарных криволинейных трапеций. В каждой из них отрезок кривой заменяют отрезком, параллельным оси Ox , так, чтобы получающиеся прямоугольники имели примерно ту же площадь, что и соответствующие элементарные криволинейные трапеции (ломаная изображена на рис. 6 жирной линией). Площадь, ограниченная ломаной, равна сумме площадей построенных прямоугольников, т. е.  Dx k — длина основания k- гo прямоугольника, y k одно из значений функции у = f (x ) на отрезке Dx k , равное высоте прямоугольника. Это выражение принимают за приближённое значение интеграла  Сумму  вычисляют графически так, как уже было указано. На рис. 7 выполнены все построения, необходимые для вычисления интеграла  где функция y = f (x ) задана графиком AC 0 ...C 4 B . После разбиения криволинейной трапеции на части прямыми, проходящими через точки A 1 , ..., A4 , построены прямоугольники. Высоты их, ординаты точек C 0 , ..., C 4 , снесены на ось Оу . Полученные точки P 0 , ..., P 4 соединены с точкой Р (OP = 1). Затем, начиная от точки а , построена ломаная aB 1 ... B 5 , звенья которой параллельны соответствующим отрезкам PP 0 , PP 1 , ..., PP 4 . Величина интеграла численно равна ординате точки B 5 . Для построения графика первообразной функции y = f (x ), т. е.  достаточно соединить плавной кривой вершины ломаной, получаемой при вычислении  (на рис. 7 точки B 0 , B 1 , ..., B 5 ).

Перейти на страницу:

Похожие книги

100 великих научных открытий
100 великих научных открытий

Астрономия, физика, математика, химия, биология и медицина — 100 открытий, которые стали научными прорывами и изменили нашу жизнь. Патенты и изобретения — по-настоящему эпохальные научные перевороты. Величайшие медицинские открытия — пенициллин и инсулин, группы крови и резусфактор, ДНК и РНК. Фотосинтез, периодический закон химических элементов и другие биологические процессы. Открытия в физике — атмосферное давление, инфракрасное излучение и ультрафиолет. Астрономические знания о магнитном поле земли и законе всемирного тяготения, теории Большого взрыва и озоновых дырах. Математическая теорема Пифагора, неевклидова геометрия, иррациональные числа и другие самые невероятные научные открытия за всю историю человечества!

Дмитрий Самин , Коллектив авторов

Астрономия и Космос / Энциклопедии / Прочая научная литература / Образование и наука