Verbum

ВЫЛІЧА́ЛЬНАЯ МАТЭМА́ТЫКА,

раздзел матэматыкі, у якім распрацоўваюцца і даследуюцца метады лікавага рашэння матэм. задач. Метады вылічальнай матэматыкі прыбліжаныя, падзяляюцца на аналітычныя (даюць прыбліжаныя рашэнні ў выглядзе аналітычнага выразу) і лікавыя (у выглядзе табліцы лікаў).

Узнікненне вылічальнай матэматыкі звязана з неабходнасцю рашэння асобных задач (вымярэнне адлегласцей, плошчаў, аб’ёмаў і інш.). Развіццё навукі, асабліва астраноміі і механікі, спрыяла развіццю матэматыкі ўвогуле і вылічальнай матэматыкі ў прыватнасці. Складаліся табліцы эмпірычна знойдзеных залежнасцей, што прывяло да ўзнікнення паняцця функцыі і задачы інтэрпалявання (гл. Інтэрпаляцыя). Поспехі вылічальнай матэматыкі звязаны з імёнамі І.Ньютана, Л.Эйлера, М.І.Лабачэўскага, К.Ф.Гаўса, П.Л.Чабышова, С.А.Чаплыгіна, А.М.Крылова, А.М.Ціханава, А.А.Самарскага, У.І.Крылова, Л.В.Кантаровіча і інш. Многія задачы вылічальнай матэматыкі можна запісаць у выглядзе y=Ax, дзе x і y належаць зададзеным мноствам X і Y, A — некаторы аператар. Для рашэння задачы трэба знайсці у па зададзеным х ці наадварот. У вылічальнай матэматыцы гэта задача рашаецца заменай мностваў X, Y і аператара A (ці толькі некаторых з іх) іншымі, зручнымі для вылічэнняў. Замена робіцца так, каб рашэнне новай задачы y=Bx было ў нейкім сэнсе блізкім да рашэння першапачатковай задачы. Напр., калі ў якасці Ax узяць інтэграл ${\displaystyle {\int }_{\mathrm{a}}^{\mathrm{b}}x\text{(}t\text{)}dt}$ , то прыбліжанае значэнне яго ў многіх выпадках можна вылічыць паводле т.зв. квадратурнай формулы ${\displaystyle {\int }_{\mathrm{a}}^{\mathrm{b}}x\text{(}t\text{)}dt\approx {\sum }_{k-1}^n{A}_{k}x\text{(}{t}_k\text{)}}$ , дзе $A_k$ і $t_k$ — некаторыя фіксаваныя лікі. Гэта адна з класічных задач вылічальнай матэматыкі. Пры рашэнні яе, асабліва ў выпадку кратнага (шматразовага) і кантынуальнага інтэгравання, карыстаюцца Монтэ-Карла метадам. Прынцыповае значэнне ў вылічальнай матэматыцы належыць тэорыі прыбліжэння функцый, якая адыгрывае і агульнаматэм. ролю. Адна з характэрных задач прыбліжэння функцый — задача інтэрпалявання, г.зн. пабудова для зададзенай функцыі $𝑓\text{(}t\text{)}$ прыбліжанай функцыі ${𝑓}_n\text{(}t\text{)}$, якая супадае з $𝑓\text{(}t\text{)}$ у фіксаваных вузлах t₁, t₂, ..., t_n. У тэорыі прыбліжэння функцый сапраўднага (а пазней і камплекснага) пераменнага распрацоўваліся метады прыбліжэння функцый аднаго класа функцыямі інш. класаў, а таксама вывучаліся пытанні збежнасці і ацэнак прыбліжэнняў. Найб. пашыраныя задачы вылічальнай матэматыкі — задачы алгебры [рашэнне сістэм лінейных алгебраічных ураўненняў, вылічэнне вызначнікаў (дэтэрмінантаў) і адваротных матрыц, знаходжанне ўласных вектараў і ўласных значэнняў матрыц, вызначэнне каранёў мнагачленаў]. У задачы прыбліжанага рашэння сістэмы лінейных ураўненняў A_x=b, дзе A — квадратная матрыца, x і b — вектары-калонкі, часта выкарыстоўваюцца ітэрацыйныя метады. Многія ітэрацыйныя метады рашэння гэтай сістэмы маюць выгляд ${\displaystyle x^k=x^{k-1}+B_k\text{(}b-A{x}^{k-1}\text{)}}$ , дзе ${\displaystyle B_k\text{(}k=\mathrm{1,\; 2,\; ...}\text{)}}$ — некаторая паслядоўнасць матрыц, x° — пачатковае прыбліжэнне, часам адвольнае. Розны выбар матрыц B_k дае розныя ітэрацыйныя працэсы. Значную частку вылічальнай матэматыкі складаюць прыбліжаныя і лікавыя метады рашэння звычайных дыферэнцыяльных ураўненняў, дыферэнцыяльных ураўненняў у частковых вытворных, інтэгральных ураўненняў, інтэгра-дыферэнцыяльных ураўненняў, вылічальныя метады варыяцыйнага злічэння, аптымальнага кіравання, задач стахастычнага аналізу і інш. З’яўленне вылічальных машын значна расшырыла кола задач і стымулявала далейшую распрацоўку метадаў вылічальнай матэматыкі з улікам магчымасцей вылічальных машын, у прыватнасці распрацоўкі спец. алгарытмаў, арыентаваных на паралельную рэалізацыю.

На Беларусі даследаванні па ўсіх асн. кірунках вылічальнай матэматыкі і падрыхтоўкі навук. кадраў пачаліся з 1950-х г. у АН і БДУ пад кіраўніцтвам акад. У.І.Крылова; асобныя пытанні вылічальнай матэматыкі распрацоўваліся і раней.

Літ.:

Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. Т. 1. 3 изд. М., 1966;

Т. 2. 2 изд. М., 1962;

Канторович Л.В., Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. 5 изд. М.; Л., 1962;

Крылов В.И. Приближенное вычисление интегралов. 2 изд. М., 1967;

Крылов В.И., Скобля Н.С. Справочная книга по численному обращению преобразования Лапласа. Мн., 1968;

Турецкий А.Х. Теория интерполирования в задачах. Мн., 1968;

Фаддеев Д.К., Фаддеева В.Н. Вычислительные методы линейной алгебры. 2 изд. М.; Л., 1963;

Янович Л.А. Приближенное вычисление континуальных интегралов по гауссовым мерам. Мн., 1976.

Л.А.Яновіч.

т. 4, с. 311

КО́ЎКА,

апрацоўка металаў шматразовым перарывістым ударным уздзеяннем кавальскага інструменту на нагрэтую загатоўку. У выніку яна дэфармуецца і паступова набывае зададзеныя форму і памеры. Адрозніваюць К. ручную і машынную. Машынная К. робіцца на ковачных машынах і бывае свабодная — з выкарыстаннем плоскіх байкоў (адзінкавая і дробнасерыйная вытв-сць) або ў штампах (масавая і буйнасерыйная вытв-сць). Асн. аперацыі К.: асадка, высадка, працяжка, раскатка, прашыўка.

З стараж. часоў К. самародных медзі, бронзы, волава, серабра, золата, метэарытнага і вырабленага (сырадутнага) жалеза стала адным з асн. спосабаў апрацоўкі металаў, пашыраным рамяством — кавальствам. Халодная, а затым і гарачая К. вядома з 4—3-га тыс. да н.э. ў Іране, Месапатаміі, Егіпце і інш. Кавальства раней за інш. рамёствы вылучылася з земляробства, у сярэдневякоўі дасягнула росквіту ў краінах Зах. Еўропы. Да 15—16 ст. завяршылася спецыялізацыя кавальства па галінах (выраб халоднай і агнястрэльнай зброі, інструментаў, дэталей с.-г. прылад, дзвярэй і сундукоў куфраў*, каганцоў, замкоў, гадзіннікаў і інш.). Каваныя вырабы ўпрыгожваліся насечкай, узорамі, сусальным золатам, бронзавай паталлю і інш. (гл. Коўка мастацкая). У 16 ст. з’явіліся першыя мех. молаты, у пач. 19 ст. пачала выкарыстоўвацца машынная штампоўка, у сярэдзіне 19 ст. вынайдзены паравы молат (Дж.Несміт, Англія), у канцы гэтага ж стагоддзя з’явіўся гідраўлічны прэс. Кавальства ператварылася ў асобную галіну прамысл. вытв-сці — кавальска-прэсавую вытворчасць, у якой зліткі, сартавы і профільны пракат, лісты і інш. загатоўкі (пры неабходнасці нагрэтыя ў полымных і эл. печах) апрацоўваюць на ковачных машынах. У 19—20 ст. распрацаваны асновы тэорыі К. (П.П.Аносаў, Дз.К.Чарноў, М.С.Курнакоў, С.І.Губкін і інш.).

На Беларусі К. вядома з часоў жалезнага веку. Жалеза здабывалі з балотнай руды ў невял. паўшарападобных печах (домніцах), з атрыманых загатовак (крыц) выкоўвалі наканечнікі коп’яў, нажы, долаты, конскую збрую і інш. Кавальства набывае пашырэнне ў 11—13 ст., калі становіцца высокаразвітым гарадскім рамяством. У 16 ст. ўзнікаюць першыя кавальскія цэхі, якія аб’ядноўваліся з іншымі (пераважна слясарнымі) ці вылучаліся ў самаст. прадпрыемствы. Значнага развіцця кавальства дасягнула ў 17—18 ст., калі ў гарадах працавалі дзесяткі кавалёў розных спецыяльнасцей: нажоўшчыкі, мечнікі, замочнікі, кацельшчыкі і інш. Большасць гарадскіх майстроў працавалі ў сферы манументальнага буд-ва: выраблялі агароджы, балконы, лесвічныя поручні, алтарныя перагародкі, крыжы, флюгеры і інш. У 19 ст. з развіццём прам-сці гарадское кавальства заняпала, адначасова расла яго роля ў вёсцы. Асн. работамі тут былі акоўка трансп. сродкаў, падкоўванне коней, выраб с.-г. інвентару (сярпоў, сашнікоў, матык, драпешак), слясарнага і сталярнага інструменту (сякер, свярдзёлкаў, стругаў, долатаў, скобляў), прылад хатняга ўжытку (секачоў, качэргаў, багроў, бязменаў і інш.), дэталяў аснашчэння жылля і мэблі (завес, клямак, замкоў, крукоў, зашчапак, кратаў і інш.). Для занятку К. будавалі драўляную, часам глінабітную ці цагляную кузню, абсталёўвалі яе кавальскай печчу (горнам), калодай з кавадлам, карытам з вадой для ахаладжэння і загартоўкі вырабаў, варштатам. Як кавальскі інструмент выкарыстоўвалі абцугі, малаткі, ціскі, прабойнікі, зубілы, метчыкі, цвікарні, дрылі, тачыла і інш. Вугаль (драўняны) набывалі на смалакурнях ці выпальвалі самі. Асн. кавальскай аперацыяй было награванне дачырвана загатоўкі і наданне ёй ударамі малатка патрэбнай формы. Вырабы пры неабходнасці загартоўвалі, цэментавалі, адпускалі, злучалі кавальскай зваркай, клёпкай, хамутамі. У наш час К. ў традыцыйным выглядзе захоўваецца пры калгасных і саўгасных майстэрнях, дзе з’яўляецца дапаможнай аперацыяй пры рамонце с.-г. тэхнікі і інвентару, абслугоўванні бытавых патрэб насельніцтва і звычайна спалучаецца з газа- і электразваркай.

Літ.:

Ковка и объемная штамповка стали: Справ. Т. 1—2. 2 изд. М., 1967—68;

Семерак Г., Богман К. Художественная ковка и слесарное искусство: Пер. с чеш. М., 1982;

Беларусы: У 8 т. Т. 1. Прамысловыя і рамесныя заняткі. Мн., 1995.

Я.М.Сахута, У.М.Сацута.

т. 8, с. 436