Численное решение задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений методами типа Рунге-Кутта. Часть 1. Корзунина В.В - 35 стр.

UptoLike

Рубрика: 

35
()
,
2
,
2
,
2
,
2
,,
2
003
1
002001
++=
++==
K
y
h
xhfK
K
y
h
xhfKyxhfK
(
)
,,
3004
KyhxhfK
+
+
=
и метод второго порядка (22) удовлетворяют условию (107), при этом
2
~
,4,2,4
=
=
=
=
rrsp . Контрольный член (109) записывается в виде
()
4321
24
6
1
KKKKE ++−= (116)
и имеет порядок )(
3
hO .
Замечание . Если оценку погрешности метода (22) проводить по правилу Рунге ,
то потребуется пять обращений к правой части исходного
уравнения. В примере 2 для такой оценки достаточно трех
обращений, в примере 3 двух обращений к правой части .
4.4. Вложенные методы оценки локальной погрешности
Вложенные методы оценки локальной погрешности решения задачи Коши
это методы, основанные на комбинации приближенных методов порядка
p
и
1
+
p
. Как и в предыдущем пункте , два приближенных значения решения в одной
точке позволяют получить погрешность интегрирования метода порядка
p
. Но
вложенные методы это такие методы, в которых метод
p
- ого порядка
получается как побочный продукт” метода )1(
+
p - ого порядка . Если в
предыдущем пункте брались два самостоятельных метода типа Рунге - Кутта
(4),(5), в которых коэффициенты
qiiji
p ,, βα определялись из условия минимума
погрешности на шаге , то во вложенном методе берется один метод типа Рунге -
Кутта порядка 1
+
p . Для этого метода вычисляются необходимые значения )( hk
i
и
с их помощью подбирается новый приближенный метод порядка
p
, который ,
естественно , уже не минимизирует погрешность на шаге и в этом смысле не
является методом Рунге - Кутта . Алгебра получения таких методов достаточно
громоздка , особенно для методов порядка 4
>
p , однако за 1967-1969 годы
                                                        35
                                    �    h       K �             �     h       K �
      K 1 =hf (x0 , y 0 ), K 2 =hf � x0 + , y 0 + 1 � , K 3 =hf � x 0 + , y 0 + 2 � ,
                                      �  2       2 �               �   2       2 �

      K 4 =hf (x 0 +h, y 0 +K 3 ),

и метод второго порядка (22) удовлетворяют условию (107), при этом
p =4, s =2, r =4, ~
                  r =2 . Контрольный член (109) записывается в виде

           1
      E=     (K1 −4 K 2 +2 K 3 +K 4 )                                                         (116)
           6
и имеет порядок O(h 3 ) .
Замечание .      Если оценку погрешности метода (22) проводить по правилу Рунге,
                 то потребуется пять обращений к правой части исходного
                 уравнения. В примере 2 для такой оценки достаточно трех
                 обращений, в примере 3 – двух обращений к правой части.


         4.4. Вложенные методы оценки локальной погрешности
      Вложенные методы оценки локальной погрешности решения задачи Коши –
это методы, основанные на комбинации приближенных методов порядка p и
p +1 . Как и в предыдущем пункте, два приближенных значения решения в одной

точке позволяют получить погрешность интегрирования метода порядка p . Но
вложенные методы – это такие методы, в которых метод p -ого порядка
получается как “побочный продукт” метода                             ( p +1) -ого       порядка. Если в
предыдущем пункте брались два самостоятельных метода типа Рунге-Кутта
(4),(5), в которых коэффициенты α i , βij , p qi определялись из условия минимума
погрешности на шаге, то во вложенном методе берется один метод типа Рунге-
Кутта порядка p +1 . Для этого метода вычисляются необходимые значения k i (h) и
с их помощью подбирается новый приближенный метод порядка p , который,
естественно, уже не минимизирует погрешность на шаге и в этом смысле не
является методом Рунге-Кутта. Алгебра получения таких методов достаточно
громоздка, особенно для методов порядка p >4 , однако за 1967-1969 годы