Численное решение задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений методами типа Рунге-Кутта. Часть 1. Корзунина В.В - 23 стр.

UptoLike

Рубрика: 

23
Погрешность непрерывного откорректированного решения )( tU
H
, так же
как и погрешность сеточного решения
H
U , имеет порядок
r
τ :
)()()(max
]1,0[
rH
OtutU τ=− . (68)
Замечание о коэффициентах интерполяционных полиномов откорректированного
решения.
Каждый из построенных интерполянтов )( tu
k
τ
есть непрерывная
функция, являющаяся на каждом из элементарных отрезков
соответствующей сетки
k
τ
ϖ
интерполяционным полиномом
степени
1
r
. Откорректированное решение
H
U - это также
непрерывная функция, являющаяся полиномом степени
1
r
на
каждом из элементарных отрезков самой мелкой сетки
r
τ
ϖ
.
Нетрудно видеть , что коэффициенты интерполяционных
полиномов откорректированного решения на каждом из
элементарных участков сетки
r
τ
ϖ
являются линейными
комбинациями соответствующих коэффициентов
интерполяционных полиномов для
k
u
τ
с теми же коэффициентами ,
что и линейная комбинация (67).
Замечание об интерполяционных многочленах Лагранжа.
Если ]1,0[)(
r
Cxf и известны значения )(
j
xf в
r
равноотстоящих
точках hjxx
j
)1(
1
+= отрезка ]1,0[ , то для интерполяционного
полинома Лагранжа
=
=
=
r
i
r
j
ij
ji
j
ir
xx
xx
xfxL
1
1
1
)()( (69)
справедливо соотношение
)()(
!
2
1
)()(
)(
1
xfxLxf
r
r
r
ϖξ=−
,
где
=
=∈∈
r
j
jrr
xxxxxx
1
1
)()(],1,0[],,[ ϖξ
.
Для )( x
r
ϖ
имеет место оценка
                                                                   23
     Погрешность непрерывного откорректированного решения U H (t ) , так же
как и погрешность сеточного решения U H , имеет порядок τ r :
      max U H (t ) −u (t ) =O (τ r ) .                                                               (68)
      [ 0 ,1]


Замечание о коэффициентах интерполяционных полиномов откорректированного
                  решения.
                  Каждый из построенных интерполянтов u τ (t ) есть непрерывная          k




                  функция, являющаяся на каждом из элементарных отрезков
                  соответствующей                     сетки        ϖτk       интерполяционным       полиномом
                  степени r −1 . Откорректированное решение U H - это также
                  непрерывная функция, являющаяся полиномом степени r −1 на
                  каждом из элементарных отрезков самой мелкой сетки ϖτ .                                    r



                  Нетрудно           видеть,                 что          коэффициенты        интерполяционных
                  полиномов               откорректированного                       решения    на   каждом   из
                  элементарных                     участков         сетки       ϖτr     являются    линейными
                  комбинациями                                соответствующих                    коэффициентов
                  интерполяционных полиномов для u τ с теми же коэффициентами,  k




                  что и линейная комбинация (67).
Замечание об интерполяционных многочленах Лагранжа.
                  Если f ( x) ∈C r [0,1] и известны значения f ( x j ) в r равноотстоящих

                  точках x j = x1 +( j −1)h отрезка [0,1] , то для интерполяционного
                  полинома Лагранжа
                               r            r      x −x j
                  Lr −1 ( x ) =∑ f ( xi )∏                                                           (69)
                              i =1          j ≠i   xi −x j
                                            j =1


                  справедливо соотношение
                                          1 (r )
                   f ( x) −Lr −1 ( x) =      f (ξ )ϖ r ( x) ,
                                          2!
                                                                   r
                  где x ∈[ x1 , xr ], ξ ∈[0,1], ϖ r ( x) =∏ ( x −x j ) .
                                                                   j =1


                  Для ϖ r (x) имеет место оценка