Курсовая работа: Использование современной компьютерной техники и программного обеспечения для решения прикладных задач в области геодезических измерений

Фи 1 = -0.54; Делта 1 = -1.81;

Фи 2 = -0.59; Делта 2 = 4.02;

Фи 3 = 1.33; Делта 3 = -0.54;

Фи 4 = 4.11; Делта 4 = -0.59 .

Координата X искомого пункта 1: 10217.52;

Координата X искомого пункта 2: 10217.50;

 Среднее значение X: 10217.51;

Координата Y искомого пункта 1: 10353.71;

Координата Y искомого пункта 2: 10353.76;

 Среднее значение Y: 10353.73 .

3.8 Табличные вычисления MS Excel

Рис.3.4 Проверка в MS Excel.

Рис. 3.5 Проверка в MS Excel в режиме отображения формул.

3.9 Вычисления в MathCad

Рис. 3.6 Проверка в MathCad 14.

3.10 Анализ

Задачу №3 (обратная геодезическая засечка) была решена с помощью языка программирования Turbo Pascal и проверена с помощью табличного процессора Microsoft Excel 2007 и MathCad. Результаты решений совпали, что говорит о правильности выбранного алгоритма решения задачи.

4. Решение СЛАУ методом Гаусса

4.1 Теоретические сведения

Рассмотрим один из наиболее известных и широко применяемых прямых методов решения систем линейных уравнений. Обычно этот метод называют методом исключения или методом Гаусса.

Чтобы проиллюстрировать этот метод, рассмотрим сначала систему из трех уравнений с тремя неизвестными:

                                                       (4.1)

В такой системе по крайней мере один из коэффициентов ,,должен быть отличен от нуля, иначе бы мы имели бы дело в этих трех уравнениях только с двумя неизвестными. Если , то можно переставить уравнения так, чтобы коэффициент при в первом уравнении был отличен от нуля. Очевидно, что перестановка уравнений оставляет систему неизменной: ее решение остается прежним.

Теперь введем множитель .

Умножим первое уравнение системы (4.1) на  и вычтем его из второго уравнения системы. («Первое» и «второе» уравнения берем уже после перестановки, если она была необходима). Результат вычитания равен:

Так как

,

фактически исключается из второго уравнения (именно для достижения такого результата и было выбрано значение ).

Определим теперь новые коэффициенты

.

Тогда второе уравнение системы приобретает вид

                                                                   (4.2)

Заменим второе из первоначальных уравнений уравнением (4.2) и введем множитель для третьего уравнения

.

Умножим первое уравнение на этот множитель и вычтем его из третьего. Коэффициент при снова становится нулевым, и третье уравнение приобретает вид

                                                                       (4.3)

где

.

Если теперь в исходной системе уравнений (4.1) заменить третье уравнение на (4.3), то новая система выглядит так:

                                                    (4.4)

Эти новые уравнения полностью эквивалентны исходным уравнениям с тем преимуществом, что входит только в первое уравнение и не входит ни во второе, ни в третье. Таким образом, два последних уравнения представляют собой систему из двух уравнений с двумя неизвестными; если теперь найти решение этой системы, т.е. определить  и , то результат можно подставить в первое уравнение и найти . Иначе говоря, задача сведена к решению системы из двух уравнений с двумя неизвестными.

Попытаемся теперь исключить  из двух последних уравнений. Если, то снова мы переставим уравнения так, чтобы  было отлично от нуля (если и , то система вырождена и либо вовсе не имеет решения, либо имеет бесчисленное множество решений).

Введем новый множитель

.

Умножим второе уравнение полученной системы (4.4) на  и вычтем его из третьего. Результат вычитания равен

В силу выбора

.

Полагая, что

окончательно получим

                                                                               (4.5)

Третье уравнение полученной системы (4.4) можно заменить уравнением (4.5), после чего система уравнений приобретает следующий вид:

                                               (4.6)

Такая система уравнений (4.6) иногда называется треугольной из-за своего внешнего вида.

Для решения необходимо определить из третьего уравнения системы (4.6), подставить этот результат во второе уравнение и определить. Полученные значения и подставить в первое уравнение и определить. Этот процесс, который обычно называется обратной подстановкой (обратный ход), определяется формулами:

                                                                        (4.7)

.

Необходимо отметить, если , то система уравнений вырождена.

Теперь можно обобщить этот метод на случай системы из n – уравнений с n-неизвестными. Ниже записана система уравнений, приведенная к треугольному виду (4.8).

                                     (4.8)

Формулы для вычисления неизвестных (обратный ход) будут иметь вид:

                                                                   (4.9)

4.2 Постановка задачи

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9