ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
23
и введите в помеченных позициях аргумент
x
и имя функции
переменной
x
.
1.10 Численное решение задачи Коши методом Рунге – Кутта
Аналитическое выражение для решений дифференциальных
уравнений , за исключением линейных дифференциальных уравнений с
постоянными коэффициентами, удается получить достаточно редко . В
MathCAD нет средств символьного решения уравнений , но достаточно
хорошо представлены методы численного решения задачи Коши.
Численное решение задачи Коши состоит в построении таблицы
приближенных значений
N
yyy ,...,,
21
решения
)
(
x
y
в узлах сетки
N
xxx ,...,,
21
,
ii
yxy
≈
)( . Если khxx
k
+
=
0
,
N
k
,...,
2
,
1
=
, то сетка называется равномерной (h
- шаг метода).
Численный метод решения задачи Коши называется одношаговым, если
для вычисления решения в точке
hx
+
0
используется информация о решении
только в точке
0
x .
Для оценки погрешности метода на одном шаге сетки точное решение
раскладывают по формуле Тейлора в окрестности узла
i
x
:
+
′
+
=
+
=
+
hxyxyhxyxy
iiii
)()()()(
1
)(),()()(
!
2
1
2 p
iii
p
i
hOhyxfyhOhxy +++=++
′′
KK .
Если расчетные формулы численного метода согласуются с
разложением по формуле Тейлора до членов порядка
p
h
, то число
p
называется порядком метода .
Методом Рунге - Кутта обычно называют одношаговый метод
четвертого порядка, относящийся к широкому классу методов Рунге - Кутта .
В этом методе величины
1+i
y вычисляются по следующим формулам :
),(
1 ii
yxfk
=
,
)
2
,
2
(
12
k
h
y
h
xfk
ii
++= ,
23 и введите в помеченных позициях аргумент x и имя функции переменной x . 1.10 Численное решение задачи Коши методом Рунге – Кутта Аналитическое выражение для решений дифференциальных уравнений, за исключением линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, удается получить достаточно редко. В MathCAD нет средств символьного решения уравнений, но достаточно хорошо представлены методы численного решения задачи Коши. Численное решение задачи Коши состоит в построении таблицы приближенных значений y1, y2 ,..., y N решения y (x) в узлах сетки x1 , x2 ,..., xN , y ( xi ) ≈ yi . Если xk =x0 +kh , k =1,2,..., N , то сетка называется равномерной (h - шаг метода). Численный метод решения задачи Коши называется одношаговым, если для вычисления решения в точке x0 +h используется информация о решении только в точке x 0 . Для оценки погрешности метода на одном шаге сетки точное решение раскладывают по формуле Тейлора в окрестности узла xi : y ( xi +1 ) = y ( xi +h) = y ( xi ) + y ′( xi ) h + 1 y ′′( xi )h 2 + +O (h p ) = y i + f ( xi , y i )h + +O (h p ) . 2! Если расчетные формулы численного метода согласуются с p разложением по формуле Тейлора до членов порядка h , то число p называется порядком метода. Методом Рунге - Кутта обычно называют одношаговый метод четвертого порядка, относящийся к широкому классу методов Рунге - Кутта. В этом методе величины yi +1 вычисляются по следующим формулам: k1 = f ( xi , yi ) , h h k2 = f ( xi + , yi + k1 ) , 2 2
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- …
- следующая ›
- последняя »