ВУЗ:
Составители:
Предисловие
В настоящий сборник включены задания по численному решению
задач для обыкновенных дифференциальных уравнений (и систем
уравнений ) на ПК в среде Mathematica 4.1. Предлагаемые задания были
опробованы в 2001/ 2002 учебном году на 2-4 курсах математического
факультета ВГУ.
Каждое задание содержит пять задач. В первых двух задачах
предлагается решить задачу Коши для дифференциального уравнения
первого порядка, причём во второй задаче требуется обеспечить
повышенную точность (по сравнению со стандартной машинной
точностью). В третьей задаче рассматривается система из трёх
дифференциальных уравнений первого порядка и требуется построить
график решения этой системы в трёхмерном фазовом пространстве.
В четвёртой задаче изучается серия из пяти начальных задач для
системы из двух дифференциальных уравнений первого порядка.
Предлагается построить не только графики решений каждой из задач, но
и объединённый график решений, позволяющий провести
сравнительный анализ изменений решений в зависимости от изменений
параметра.
В последней пятой задаче рассматривается граничная задача на
конечном отрезке вещественной оси для одного уравнения второго
порядка с комплекснозначными данными. Поскольку решение
комплекснозначно, то его визуализация обладает рядом особенностей.
Предлагается два способа графического изображения решения в этом
случае.
Отметим также, что программа Mathematica 4.1 обладает несколькими
методами численного решения дифференциальных уравнений. По
умолчанию программа выбирает метод автоматически. В большинстве
р
ассмотренных задач авторы предпочли метод Рунге-Кутта.
Решение каждой задачи сопровождается его проверкой и выяснением
фактической точности построенного приближённого решения. Для этого
предлагается простая оригинальная методика.
В первой части сборника приведён пример выполнения задания с
соответствующими пояснениями. Более полные комментарии к
z
ad ok7bis.nb 2
zad ok7bis.nb 2 Предисловие В настоящий сборник включены задания по численному решению задач для обыкновенных дифференциальных уравнений (и систем уравнений ) на ПК в среде Mathematica 4.1. Предлагаемые задания были опробованы в 2001/ 2002 учебном году на 2-4 курсах математического факультета ВГУ. Каждое задание содержит пять задач. В первых двух задачах предлагается решить задачу Коши для дифференциального уравнения первого порядка, причём во второй задаче требуется обеспечить повышенную точность (по сравнению со стандартной машинной точностью). В третьей задаче рассматривается система из трёх дифференциальных уравнений первого порядка и требуется построить график решения этой системы в трёхмерном фазовом пространстве. В четвёртой задаче изучается серия из пяти начальных задач для системы из двух дифференциальных уравнений первого порядка. Предлагается построить не только графики решений каждой из задач, но и объединённый график решений, позволяющий провести сравнительный анализ изменений решений в зависимости от изменений параметра. В последней пятой задаче рассматривается граничная задача на конечном отрезке вещественной оси для одного уравнения второго порядка с комплекснозначными данными. Поскольку решение комплекснозначно, то его визуализация обладает рядом особенностей. Предлагается два способа графического изображения решения в этом случае. Отметим также, что программа Mathematica 4.1 обладает несколькими методами численного решения дифференциальных уравнений. По умолчанию программа выбирает метод автоматически. В большинстве рассмотренных задач авторы предпочли метод Рунге-Кутта. Решение каждой задачи сопровождается его проверкой и выяснением фактической точности построенного приближённого решения. Для этого предлагается простая оригинальная методика. В первой части сборника приведён пример выполнения задания с соответствующими пояснениями. Более полные комментарии к