Výpočtový plugin ESolver v OpenOffice.org

doplnek.png Na stránce s rozšířeními OpenOffice.org se před časem objevil další z výpočtových pluginů – Esolver. Slouží k výpočtům kořenů polynomických rovnic až pátého stupně a k vykreslování grafů příslušejících těmto rovnicím.  

Plugin ESolver, který jsem stáhl na stránce Extensions, jsem zkoušel pouze na operačních systémech Windows XP a Windows7. Na stránce, na níž si lze plugin stáhnout, je uvedeno, že jej lze použít pouze v prostředí Windows. Plugin je psán v Javě, jak se můžete ostatně po nainstalování přesvědčit.

Po instalaci se ve všech programových modulech OpenOffice.org zobrazí jednak tlačítko s názvem pluginu pro jeho aktivaci a zároveň též přibude položka do nabídkové lišty. V ní naleznete první chybu – její štítek je nadepsán jako Equatin Solver (správně má být EquationSolver). Použijete-li jednu ze dvou těchto možností aktivace, zobrazí se následující okno:

 

Uvítací okno pluginu ESolverUvítací okno pluginu ESolver

Podobně jako v jiných pluginech s podobným určením jde o rozcestník, s jehož pomocí vybíráte požadovaný druh operace. Na výběr tedy máte rovnice druhého, třetího, čtvrtého a pátého stupně. Pamatujte si následující:

  • Rovnice druhého a třetího stupně lze algebraicky spočítat, a proto po zadání hodnot získáte hned výsledek a navrch ještě graf.
  • Polynomy čtvrtého a pátého stupně jednoduše algebraicky spočítat nejdou. Postupuje se tak, že se nalézá přibližné řešení (odhad), a to se pak dopočítává.

Z výše uvedených důvodů zúžíme popis na dva případy – polynom třetího a pátého stupně.

Řešení rovnic druhého a třetího stupně

Úloha: Najděte kořen řešení následujícího polynomu:

4x3 + 5x2 = 5

Řešení: Jak vidíte, nejvyšší stupeň polynomu je 3, a proto jde o kubickou rovnici. Spusťte ESolver a v úvodním okně vyberte možnost Cubic Equation. Zobrazí se tak následující okno:

 

Okno pro řešení rovnice třetího stupněOkno pro řešení rovnice třetího stupně

 

Rovnice je velmi jednoduchá, přesto je třeba si uvědomit, že lineární člen je roven nule, a proto, aby rovnice měla smysl, je třeba absolutní člen 5 převést na druhou stranu. Do prvního políčka tedy napište číslici 4, do druhého 5, do třetího 0 a do čtvrtého –5. Po zmáčknutí tlačítka OK se zobrazí výsledek:

 

Okno po výpočtu kořenů rovnice. Původní zadání ovšem zmizí a není již použitelnéOkno po výpočtu kořenů rovnice. Původní zadání ovšem zmizí a není již použitelné

Graf vykreslující vypočtenou rovniciGraf vykreslující vypočtenou rovnici

V dolní části vidíte tři kořeny řešení. Nahoře je řešení v reálném oboru, pod ním pak v komplexním. To se samozřejmě liší jen znaménkem u komplexního členu. Při řešení rovnic druhého a třetího stupně se nezaznamenávají vložené hodnoty, takže pokud byste chtěli zadání poupravit, musíte jej zapsat znovu. Pro zobrazení grafu této funkce (jde o funkci, protože jde o závislost proměnné x na hodnotách y) stiskněte tlačítko Plot the Graph. V tomto případě se vykreslí následující graf:

Hlavním údajem, který sledujeme, je kořen rovnice, to znamená hodnotu x, při níž graf funkce nabývá hodnoty y = 0. Z tohoto důvodu není y-nová osa oškálována.

Vykreslený graf je otevřen v novém okně, můžete proto s klidem jeho okno zavřít. Zpět do základního přehledu typů polynomů se dostanete stisknutím tlačítka Back. Tlačítko Clear Answers slouží k vymazání výsledku, což asi moc nevyužijete, alespoň ne u polynomů druhého a třetího stupně. Tlačítko Close má stejný význam jako zaškrtávací křížek, tedy zavírá okno.

Jak na polynomy vyšších stupňů

Řešení polynomů vyšších řádů je daleko zajímavější. Z určitých důvodů (především časových) je přímý výpočet komplikovaný, a proto se používá metoda odhadu. Pokud vyberete možnost Power four Equation nebo Power five Equation, bude zřejmé, jak na to.

 

V tomto okně řešíme rovnice až pátého stupně (samozřejmě je využitelné i pro rovnice nižších řádů, na patřičná místa je pak ale V tomto okně řešíme rovnice až pátého stupně (samozřejmě je využitelné i pro rovnice nižších řádů, na patřičná místa je pak ale třeba zadat nuly)

Jak vidíte, okno se dosti změnilo. Tomu odpovídá i postup:

  • Standardně zadejte koeficienty u proměnných x.
  • Stiskněte tlačítko Plot the Graph pro vykreslení grafu.
  • Odhadněte kořen řešení a napište jej.
  • Nechte plugin vypočítat odhadovaný kořen na základě vašeho zadání.

Úloha: Odhadněte kořen následujícího polynomu:

2x5 – 7x4 + 6x3 + 8x2 + 4x = 0

Vložte zadané hodnoty do jednotlivých číselných polí (viz následující obrázek) a stiskněte tlačítko Plot the Graph, abyste odhadli kořen rovnice. (Tedy ještě jednou, hodnotu x, v níž křivka grafu protíná osu x.) Odhad pak zapište do pole Estimation a pak nechte plugin vypočítat odhadovaný kořen stiskem klávesy OK.

Odhadované řešení polynomu pátého stupně…Odhadované řešení polynomu pátého stupně…

… a jeho grafická interpretace… a jeho grafická interpretace

Graf v tomto případě vypadá následovně:

Dobrým odhadem kořenu je hodnota 0, zadejte ji proto do pole Estimation a po stisknutí OK se v poli Estimation root zobrazí hodnota stejná, tedy 0.

Pokud se vám výsledek nezdá, či chcete použít jiný odhad, stiskněte tlačítko se šipkou, čímž se do jednotlivých polí koeficientů vsadí původně zadané hodnoty a postup opakujte (se zadáním jiné hodnoty odhadovaného kořene). Nicméně v tomto případě můžete zadat hodnotu jakoukoliv, a přesto odhadovaný kořen vyjde nulový.

Shrnutí

Plugin ESolver zdánlivě nenabízí mnoho funkcí, nicméně je to jedna z mála možností, jak řešit rovnice vyšších stupňů. Přímá integrace do všech modulů OpenOffice.org tak zaručuje, že budete mít tuto funkcionalitu kdykoliv po ruce.

(Jako ve škole) Průměr: 1,00 | Hodnotilo: 3
 

Přidat názor

 

Nejsou podporovány žádné značky, komentáře jsou jen čistě textové. Více o diskuzích najdete v nápovědě. Diskuzi můžete sledovat pomocí RSS kanálu.

 
Petr Valach

Petr Valach

OpenOffice používám od roku 2004, od roku 2011 LibreOffice. S redakcí openoffice.cz spolupracuji od roku 2009. Zajímám se o svobodný software, ve kterém vidím perspektivu, dále astronomii, fyziku, kosmonautiku. Svobodný software uplatňujeme v redakci www.exospace.cz , v níž jsem šéfredaktorem. Redakce ExoSpace.cz podporuje redakci openoffice.cz a její aktivity.

 
 
 
woo jaw demo hz