ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

طريقتان جديدتان لحل جمل المعادلات غير الخطية

Two New Methods for Solving Systems of Nonlinear Equations

3574   6   107   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

نقدم في هذا العمل طريقتين عدديتين لإيجاد الحلول العددية لجمل المعادلات غير الخطية. إن الفكرة الأساسية تقوم على مبدأ وجود علاقة بين النهاية الدنيا لدالة و حل جملة المعادلات غير الخطية. الطريقة الأولى تبحث عن الحل العددي وفق متتالية من متجهات البحث المعرفة بدلالة متجه التدرج و مصفوفة هيسيان للدالة F, بينما الطريقة الثانية تعتمد على إنشاء متتالية من متجهات البحث المترافقة. تم إثبات تقارب الطريقتين المقترحتين، و أنهما يقدمان حلولا دقيقة إذا كانت الدالة تربيعية، و ستكون الحلول تقريبية لأجل الدوال فوق التربيعية. تم تنفيذ خوارزميتي الطريقتين المقترحتين باستخدام برنامج Mathemtica النسخة التاسعة. اختبرت فعالية الطريقتين المقترحتين بتطبيقهما لإيجاد الحلول التقريبية لبعض المسائل، و تشير النَتائِج العددية إلى فعالية و دقة الطريقتين بالمقارنة مع بعض الطرائق الأخرى.


ملخص البحث
يقدم هذا البحث طريقتين عددية جديدة لإيجاد الحلول العددية لجمل المعادلات غير الخطية. تعتمد الطريقة الأولى على استخدام متجه التدرج ومصفوفة هيسيان، بينما تعتمد الطريقة الثانية على متجهات البحث المترافقة. تم إثبات تقارب الطريقتين، حيث يمكنهما إيجاد حلول دقيقة للدوال التربيعية وحلول تقريبية للدوال غير التربيعية. تم تنفيذ الخوارزميات باستخدام برنامج Mathematica وتم اختبار فعاليتهما على عدة مسائل اختبارية، حيث أظهرت النتائج دقة وفعالية الطريقتين مقارنة بطرق أخرى مثل طريقة نيوتن وطريقة البحث الخطي والشبكات العصبية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: على الرغم من أن البحث يقدم طريقتين جديدتين وفعالتين لحل جمل المعادلات غير الخطية، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، لم يتم توضيح مدى تعقيد الخوارزميات بشكل كافٍ، مما يجعل من الصعب تقييم كفاءتها من حيث الزمن والموارد الحسابية. ثانياً، يمكن أن يكون هناك توضيح أكثر حول كيفية اختيار النقاط الابتدائية وتأثيرها على سرعة التقارب ودقة الحلول. أخيراً، يمكن أن يكون هناك مقارنة أكثر شمولية مع عدد أكبر من الطرائق العددية الأخرى لتقديم صورة أكثر وضوحاً عن مدى تفوق الطريقتين المقترحتين.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الفكرة الأساسية التي تعتمد عليها الطريقتين المقترحتين في البحث؟

    تعتمد الفكرة الأساسية على وجود علاقة بين النهاية الدنيا لدالة وحل جملة المعادلات غير الخطية.

  2. ما هي الأدوات البرمجية التي استخدمت لتنفيذ الخوارزميات المقترحة؟

    تم تنفيذ الخوارزميات باستخدام برنامج Mathematica في نسخته التاسعة.

  3. ما هي أنواع الدوال التي يمكن للطريقتين المقترحتين إيجاد حلول دقيقة لها؟

    يمكن للطريقتين إيجاد حلول دقيقة للدوال التربيعية.

  4. كيف تم اختبار فعالية ودقة الطريقتين المقترحتين؟

    تم اختبار فعالية ودقة الطريقتين بتطبيقهما على عدة مسائل اختبارية ومقارنة النتائج مع طرق أخرى مثل طريقة نيوتن وطريقة البحث الخطي والشبكات العصبية.


المراجع المستخدمة
AMAYA I., J. CRUZ, R. CORREA, Real Roots of Nonlinear Systems of Equations Through a Metaheuristic Algorithm, University Industrial de Santander, No. 170, 2011, pp. 15-23
ARDELEAN, G., The Attraction Basins Of Iterative Methods for Solving Nonlinear Equations, Ph.D. Thesis, Technical University of Cluj-Napoca,North University Center at Baia Mare, Faculty of Sciences, 2012, pp. 1-56
GROSAN C., A. Abraham, T. Norway, Multiple Solutions for a System of Nonlinear Equations, International Journal of Innovative, Computing, Information and Control, Vol. x, No. x, 2008, pp. 1-12
قيم البحث

اقرأ أيضاً

في هذه المقالة، نصف خوارزميتين متوازيتين لإيجاد حل جمل المعادلات الخطية خماسية الأقطار المتناظرة المربعة من المرتبة. تتطلب الخوارزميتين معالجاً و كل معالج يمتلك ذاكرة موضعية. تتضمن الخوارزمية الأولى كتابة المصفوفة خماسية الأقطار على شكل جداء مصفوفتي ن كل منهما مصفوفة ثلاثية الأقطار. اقترحنا لحل جمل المعادلات الخطية ثلاثية الأقطار الناتجة خوارزمية متوازية. أما الخوارزمية الثانية فتتضمن تحليل المصفوفة خماسية الأقطار وفق شكل ما بحيث يمكن تنفيذ جمل المعادلات الناتجة وفق خوارزمية متوازية. أجرينا العديد من تجارب المحاكاة العددية لتوضيح فعالية، و سرعة، و دقة الخوارزميتين المقترحتين لحل جمل المعادلات الخطية خماسية الأقطار المتناظرة المدروسة. تبين من التجارب العددية أنّ الخوارزميتين فعّالتين و أن إحداهما أسرع من الأخرى بمرتين لحل نفس مسائل الاختبار.
قدمنا في هذا العمل حلولا برمجية لمجموعة من المعادلات التفاضلية الجزئية غير الخطية هي معادلة الحمل غير الخطية وغير المتجانسة، وصف معادلات KdV من المرتبة الثالثة وصف معادلات Burgers.
تم في هذا البحث تقديم طريقة عددية لحل منظومة من المعادلات التفاضلية الجبرية ذات أدلة عالية. تعتمد الطريقة على تقريب دالة الحل بكثيرة حدود شرائحية من الدرجة الثامنة واستخدام خمس نقاط تجميع لإيجاد الحل العددي في كل خطوة. تبين الدراسة أن الطريقة تكون مس تقرة ومتقاربة من الرتبة الثامنة عند تطبيقها لحل منظومة من المعادلات التفاضلية الجبرية الخطية دليلها يساوي الواحد. وبشكل عام، عند تطبيق الطريقة لمنظومة من المعادلات التفاضلية الجبرية دليلها-u تكون مستقرة ومتقاربة من الرتبة 9-u. وقد تم اختبار فعالية الطريقة المقدمة بحل أربع مسائل ذات أدلة مختلفة حيث تشير النَتائِج العددية إلى فعالية وكفاءة الطريقة الشرائحية المقدمة بالمقارنة مع بعض الطرائق الأخرى.
في هذا العمل تم تقديم طريقة الشريحة التجميعية للحل العددي لنوعين من المسائل. النوع الأول هو مسألة القيمة الحدية في المعادلات التفاضلية الخطية المعممة من المرتبة السادسة و النوع الثاني هو مسألة القيمة الابتدائية في المعادلات التفاضلية غير الخطية المعم مة من المرتبة السادسة. تم إثبات أن الطريقة المذكورة عند تطبيقها لمثل هذه المسائل تكون موجودة بشكل وحيد بالإضافة إلى تقدير الأخطاء و تحليل التقارب. تبين الدراسة أن طريقة الشريحة بثلاث نقاط تجميعية تستطيع إيجاد الحلول العددية الشرائحية و مشتقاتها حتى المرتبة السادسة للمسائل الخطية و غير الخطية المطروحة و بالتالي فهي أداة فعالة للحل العددي لمثل هذه المسائل. تم إثبات فعالية وكفاءة الطريقة المقترحة بحل عدد من مسائل الاختبار و مقارنة النتائج التي تم التوصل إليها مع نتائج لطرائق أخرى.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا