2013年3月3日 星期日

整理@GoodTV 科學與聖經

空中主日學(goodtv)
門徒造就/科學與聖經
講員:蘇緋雲博士
聖經與科學有衝突嗎?
人是猴子變的嗎?
山頂洞人的真相是什麼?
幾顆牙齒可以變出一個人合理嗎?恐龍上得了方舟嗎?
擁有化學及生物化學雙博士學位的蘇緋雲博士,用中肯、科學研究者的眼光,來說明這些大家常常感到困惑的問題。
您對科學與聖經有很多疑問嗎?
這個系列您一定不可錯過


空中主日學~
科學與聖經(1)~起初<<<<<<<<<<<<<<從第1章開始看吧! 



空中主日學~科學與聖經(2)~各從其類 

空中主日學~科學與聖經(3)~化石也是各從其類


空中主日學~科學與聖經(4)~越變越好嗎 


空中主日學~科學與聖經(5)~外衣會舊嗎


空中主日學~科學與聖經(6)~不死不生(一) 


空中主日學~科學與聖經(7)~不死不生(二)


空中主日學~科學與聖經(8)~化石幾歲?(上) 


空中主日學~科學與聖經(9)~化石幾歲?(中) 


空中主日學~科學與聖經(10)~化石幾歲?(下) 


空中主日學~科學與聖經(11)~化石的年代 


空中主日學~科學與聖經(12)~創造或進化 


空中主日學~科學與聖經(13)~北京猿人 


空中主日學~科學與聖經(14)~上帝的形像 


空中主日學~科學與聖經(15)~其他猿人


空中主日學~科學與聖經(16)~男人角色


空中主日學~科學與聖經(17)~婚姻家庭 


空中主日學~科學與聖經(18)~夫妻親子


空中主日學~科學與聖經(19)~社會問題


空中主日學~科學與聖經(20)~真有恐龍嗎


空中主日學~科學與聖經(21)~恐龍絕種了嗎


空中主日學~科學與聖經(22)~恐龍見過人嗎


空中主日學~科學與聖經(23)~恐龍為什麼這麼大 


空中主日學~科學與聖經(24)~洪水三部曲


空中主日學~科學與聖經(25)~火山的啟示 


空中主日學~科學與聖經(26)~恐龍上了方舟嗎?


空中主日學~科學與聖經(27)~化石的教訓




EXERCISE SET 2.1

Numerical Analysis數值分析筆記 /  

2.1 The Bisection Method /  

習題組 2.1 /



NO.1.(more...)
use the bisetion method to find the $p_3$ for $f(x)=\sqrt{x}-\cos x $ on $[0,1]$.


NO.2.(more...)
$f(x)=3(x+1)(x-\frac{1}{2})(x-1)$. Use the Bisection method on the following intervals to find $p_{3}$.
  • $\left[-2,\ 1.5\right]$ 
  • $\left[-1.25,\ 2.5\right]$ 

NO.3.(more...)
use the Bisection method to find solutions accurate to within $10^{-2}$ for $x^{3}-7x^{2}+14x-16=0$ on each interval.
  • $\left[0,\ 1\right]$
  • $\left[1,\ 3.2\right]$
  • $\left[3.2,\ 4\right]$

NO.4.(more...)
use the Bisection method to find solutions accurate to within $10^{-2}$ for $x^{4}-2x^{3}-4x^{2}+x+4=0$ on each interval.
  • $\left[-2,\ -1\right]$
  • $\left[0,\ 2\right]$
  • $\left[2,\ 3\right]$
  • $\left[-1,\ 0\right]$

NO.5.(more...)
use the Bisection method to find solutions accurate to within $10^{-5}$ for the following problems.
  • $x-2^{-x}=0$ for $0\leq x\leq 1$
  • $e^{x}-x^2+3x-2=0$ for $0\leq x\leq 1$
  • $x2\cos(2x)-(x+1)^{2}=0$ for $-3\leq x\leq-2$ and $-1\leq x\leq0$
  • $x\cos x-2x^{2}+3x-1=0$ for $0.2\leq x\leq0.3$ and $1.2\leq x\leq1.3$


NO.6.(more...) 
use the Bisection method to find solutions accurate to within $10^{-5}$ for the following problems.
  • $3x-e^{x}=0$ for $1\leq x\leq2$
  • $x+3\cos x-e^{x}=0$ for $0\leq x\leq1$
  • $x^{2}-4x+4-\ln x=0$ for $1\leq x\leq2$ and $2\leq x\leq4$
  • $x+1-2\sin\pi$x=0 for $0\leq x\leq0.5$ and $0.5\leq x\leq1$


NO.7.(more...)
sketch the graphs of $y=x$ and $y=2\sin x$. use the bisection method to find an  approximation to within $10^{-5}$ to the first positive value of $x$ with $x=2\sin x$.


NO.8.(more...)
sketch the graphs of $y=x$ and $y=\tan x$. use the bisection method to find an  approximation to within $10^{-5}$ to the first positive value of $x$ and $y=\tan x$.


NO.9.(more...)
sketch the graphs of $y=e^{x}-2$ and $y=\cos(e^{x}-2)$.  use the bisection method to find an approximation to within $10^{-5}$ to a value in $\left[0.5,\ 1.5\right]$  with $e^{x}-2=\cos(e^{x}-2)$.


NO.10.(more...)
let $f(x)=(x+2)(x+1)^{2}x(x-1)^{3}(x-2)$, to which zero of $f$ does the bisection method converge when applied on the following intervals?
  • $\left[-1.5,\ 2.5\right]$  
  • $\left[-0.5,\ 2.4\right]$ 
  • $\left[-0.5,\ 3\right]$  
  • $\left[-3,\ -0.5\right]$

NO.11.(more...)
let $f(x)=(x+2)(x++1)x(x-1)^{3}(x-2)$, to which zero of $f$ does the bisection method converge when applied on the following intervals?
  • $\left[-3,\ 2.5\right]$  
  • $\left[-2.5,\ 3\right]$
  • $\left[-1.75,\ 1.5\right]$  
  • $\left[-1.5,\ 1.75\right]$


NO.12.(more...)
find an approximation to $\sqrt{3}$ correcto within $10^{-4}$ using the bisection algorithm. hint: consider $f(x)=x^{2}-3$.


NO.13.(more...)
find an approximation to $\sqrt[3]{25}$ correct to within $10^{-4}$ using the bisection algorithm.


NO.14.(more...)
use theorem 2.1 to find a bound for the number of iterations needed to achieve an approximation with accuracy $10^{-3}$ to the solution of $x^{3}+x-4=0$ lying in the interval $\left[1,\ 4\right]$, find an approximation to the root with this degree of accuracy.


NO.15.(more...)
use theorem 2.1 to find a bound for the number of iterations needed to achieve an approximation with accuracy $10^{-4}$ to the solution of $x^{3}-x-1=0$ lying in the interval $\left[1,\ 2\right]$, find an approximation to the root with this degree of accurracy.


NO.16.(more...)

NO.17.(more...)

NO.18.(more...)

NO.19.(more...)

NO.20.(more...)

the bisection method 二分逼近法 例子1

例子 1:
use the bisection method to find $p_3$ for $f(x)=x^3+4x^2-10$ on $[1,2]$.

首先說明其有根:
因為函數 $f$ 在 $[1,2]$ 連續,且 $f(1)f(2)<0$,由 IVT 可知函數 $f$ 在 $[1,2]$ 中有根。

接者尋找 $p_3$ :

1. $a_1=1$, $b_1=2$,  則 $p_1=\frac{1}{2}(1+2)=\frac{3}{2}$.

2. $a_2=1$, $b_2=p_1=\frac{3}{2}$,  則 $p_2=\frac{5}{4}$.

3. $a_3=p_2=\frac{5}{4}$, $b_3=\frac{3}{2}$,  則 $p_3=\frac{1}{2}(\frac{5}{4}+\frac{3}{2})$.
 
000

using c language:

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. #include <math.h>       /**/
  4. float f(float u);
  5. int sig(float v);
  6. int main(void)
  7.     int i=0,N=10000;
  8.     float a=1.0,b=2.0,p=1.5,FA=0.0,FP=0.0;
  9.     float TOL=0.0000001;
  10.    
  11.     printf("n   an          bn              pn             f(pn)\n");
  12.     /*Step1*/
  13.     i=1;
  14.     FA=f(a);
  15.    
  16.     /*Step2*/
  17.     while(i<=N)
  18.     {    /*Step3*/
  19.          p=a+(b-a)/2;
  20.          FP=f(p);
  21.         
  22.     printf("%2d    %.9f    %.9f    %.9f    %+.9f\n",i,a,b,p,f(p));    
  23.         
  24.          /*Step4*/
  25.          if(FP==0 || (b-a)/2<TOL)
  26.          {printf("n=%d, p=%+f\n",i,p);break;}
  27.         
  28.          /*Step5*/
  29.          i=i+1;
  30.         
  31.          /*Step6*/
  32.          if(sig(FA)*sig(FP)>0){a=p;FA=FP;}
  33.          else b=p;
  34.          }
  35.     printf("method failed after N=%d iterations.",N);
  36.    
  37.  
  38.    
  39. system("PAUSE");
  40. return 0;       
  41.    }
  42.   
  43.   
  44. float f(float u)
  45. {
  46.       return u*u*u+4*u*u-10;
  47.       }
  48.      
  49. int sig(float u)
  50. {   
  51.      if(u>0){return 1;}
  52.      else if(u<0){return -1;}
  53.      else 0; 
  54.      }

其執行結果:

當 $n=3$, 則 $p_3=1.375$.

 
example1

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