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
a
1x1
+ 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
).