Избранные вопросы курса численных методов. Выпуск VII. Одношаговые методы решения задачи Коши. Гудович Н.Н. - 30 стр.

UptoLike

Составители: 

30
Упражнение 3
. Выписать для системы (87) расчётные формулы:
а) исправленного метода Эйлера;
б) метода РунгеКутты второго порядка точности с параметром
;
2
p
в) метода РунгеКутты третьего порядка точности;
г) метода РунгеКутты четвёртого порядка точности.
Конкретизировать эти расчетные формулы применительно к системе
дифференциальных уравнений из упражнения 10 § 1.
Задания для лабораторных работ
Решить одношаговым методом задачу Коши и краевую задачу для
системы о.д.у. с заданной точностью, используя для выбора шага сетки правило
Рунге.
Варианты систем дифференциальных уравнений:
1)
;)(,)(,)(,)(,,,
41
e
2
1
2ze1y
e2
1
1ze1y2x1
y
x
z
z
x
y
=====
=
2)
;)(,)(,)(,)(,,,
2
2
e211z20y10z10y1x01yz
xz
y
y +====+=
=
3)
;)(,)(,)(,)(,,
)(
)(
,
4
1
2z
3
1
1y
4
1
1z
2
1
1y2x1
1yx
1z2yz
z
x
z
y ====
+
=
=
4)
;)(,)(,)(,)(,,,
4
22
e
2
2ze21y
e
2
1ze1y2x1zy
x
z
zzyy =====
=
5) ;)(,)(,)(,)(,,,
4
5
1z10y
4
5
0z
4
3
0y1x0yzz
z2
1
2
z
z2
y
y
2
====+=
+=
6) ;)(,)(,)(,)(,,,
e2ze1ye21ze1y2x1
x
z
y
z
zzy
4
2
====+=
=
7) ;)(,)(,)(,)(,,,
4231z10y10z10y1x0z
1
x
x
y
z
zzy
2
2
+====
+
=
=
8) ;)(,)(,)(,)(,,,
10
6
2z31y
4
23
1z21y2x1
x
z
2
y
z
zzy
2
====+=
=
9)
;)(,)(,)(,)(,,)(,
e
2
2z
e
1
1y
e
2
1z
e
1
1y2x1zxy
yx
1
zzy
2
2
2
=====
=
10)
.)(,)(,)(,)(,,,
22
1
2z11y
2
1
1z11y2x1
x4
y
y4
1
zzy
23
=====
=
Варианты одношаговых методов указаны в упражнениях 2, 3.
Литература
1.
Петровский И.Г. Лекции по теории обыкновенных дифференциальных
уравнений : учеб. пособие / И.Г. Петровский. – М. : Наука, 1964. – 272 с.
                                                 30

    Упражнение 3. Выписать для системы (87) расчётные формулы:
    а) исправленного метода Эйлера;
    б) метода Рунге–Кутты второго порядка точности с параметром p2 ;
    в) метода Рунге–Кутты третьего порядка точности;
    г) метода Рунге–Кутты четвёртого порядка точности.
    Конкретизировать эти расчетные формулы применительно к системе
дифференциальных уравнений из упражнения 10 § 1.

                             Задания для лабораторных работ

        Решить одношаговым методом задачу Коши и краевую задачу для
системы о.д.у. с заданной точностью, используя для выбора шага сетки правило
Рунге.
        Варианты систем дифференциальных уравнений:
         x        x                               1                           1
1) y ′ = , z ′ = − , 1 ≤ x ≤ 2, y (1) = e, z (1) = , y (1) = e − 1 , z (2) = − e 4 ;
         z        y                               2e                          2
           y2
2) y ′ =        , z ′ = y + 1, 0 ≤ x ≤ 1, y (0) = 1, z (0 ) = 1, y (0 ) = 2, z (1) = 1 + 2e 2 ;
         z−x
         z           z ( y + 2 z − 1)                     1         1             1          1
3) y ′ = , z ′ =                      , 1 ≤ x ≤ 2, y (1) = , z (1) = , y (1) = , z (2) = ;
         x               x( y − 1)                        2         4             3          4
                         z                                       2                        2
4) y ′ = y 2 z , z ′ = − y z 2 , 1 ≤ x ≤ 2, y (1) = e, z (1) = , y (1) = 2e, z (2) = 4 ;
                         x                                       e                       e
         y2 z 1                                        3        5                      5
5) y ′ =     − + , z ′ = z + y, 0 ≤ x ≤ 1, y (0 ) = − , z (0 ) = , y (0 ) = −1, z (1) = ;
         2z 2 2z                                       4        4                      4
                     2
                   z    z
6) y ′ = z , z ′ =     + , 1 ≤ x ≤ 2, y (1) = e, z (1) = 2e, y (1) = 4 e , z (2) = e;
                    y x
                    z2      x
7) y ′ = z , z ′ =      − 2     z , 0 ≤ x ≤ 1, y (0 ) = 1, z (0 ) = 1, y (0 ) = 1, z (1) = 3 2 + 4;
                     y x +1
                     z2     z                                    3 2                           6
8) y ′ = z , z ′ = −     + 2 , 1 ≤ x ≤ 2, y (1) = 2 , z (1) =         , y (1) = 3 , z (2) =        ;
                      y     x                                     4                            10
                     1                                     1           2              1         2
9) y ′ = z , z ′ = 2 ( y − x z ) 2 , 1 ≤ x ≤ 2, y (1) = , z (1) = , y (1) = 2 , z (2) = ;
                    x y                                    e           e            e           e
                       1      y                                     1                        1
10) y ′ = z , z ′ = 3 − 2 , 1 ≤ x ≤ 2, y (1) = 1, z (1) = , y (1) = 1, z (2) =                   .
                     4y     4x                                      2                       2 2
        Варианты одношаговых методов указаны в упражнениях 2, 3.

    Литература
  1. Петровский И.Г. Лекции по теории обыкновенных дифференциальных
     уравнений : учеб. пособие / И.Г. Петровский. – М. : Наука, 1964. – 272 с.