Лабораторные работы по численным методам. Пак Т.В. - 11 стр.

UptoLike

Составители: 

S
0
(x
i
) = m
i
m
i
= y
0
i
S(x
i+1
) = y
i
+ m
i
h
i+1
+ a
i
h
2
i+1
2
+ b
i
h
3
i+1
6
= y
i+1
,
S
0
(x
i+1
) = y
0
i
+ a
i
h
i+1
+ b
i
h
2
i+1
2
= y
0
i+1
.
a
i
b
i
a
i
h
i+1
+ b
i
h
2
i+1
2
= m
i+1
m
i
,
a
i
h
2
i+1
2
+ b
i
h
3
i+1
6
= y
i+1
y
i
m
i
h
i+1
.
h
i+1
/2
b
i
³
h
3
i+1
4
h
3
i+1
6
´
=
m
i+1
2
h
i+1
(y
i+1
y
i
) +
m
i
2
h
i+1
.
b
i
b
i
=
12
h
2
i+1
³
m
i+1
+ m
i
2
y
i+1
y
i
h
i+1
´
.
h
i+1
/3
a
i
³
h
2
i+1
3
h
2
i+1
2
´
=
m
i+1
3
h
i+1
(y
i+1
y
i
) +
2m
i
3
h
i+1
i
a
i
=
6
h
i+1
³
y
i+1
y
i
h
i+1
m
i+1
+ 2m
i
3
´
.
S
00
(x) = a
i
+ b
i
(x x
i
) [x
i
, x
i+1
],
S
00
(x) = a
i1
+ b
i1
(x x
i1
) [x
i1
, x
i
].
S
00
(x
i
0) = S
00
(x
i
+ 0)
a
i1
+ b
i1
h
i
= a
i
Ââîäÿ îáîçíà÷åíèå: S 0 (xi ) = mi - íàêëîíû, mi = yi0 , ïî ïîñòðîåíèþ ïîëó-
÷àþò:
                                          h2         h3
            S(xi+1 ) = yi + mi hi+1 + ai i+1 + bi i+1 = yi+1 ,
                                             2        6
             0             0
                                          h2i+1    0
            S (xi+1 ) = yi + ai hi+1 + bi       = yi+1 .
                                            2
Èìåþò ñèñòåìó äâóõ óðàâíåíèé ñ äâóìÿ íåèçâåñòíûìè ai è bi :
                                                   h2i+1
                                    ai hi+1 + bi         = mi+1 − mi ,
                                                     2
                              h2i+1     h3
                         ai         + bi i+1 = yi+1 − yi − mi hi+1 .
                                2        6
Óìíîæàþò ïåðâîå óðàâíåíèå â ñèñòåìå íà −hi+1 /2 è ñêëàäûâàþò ñî âòî-
ðûì. Òîãäà
                ³ h3          h3i+1 ´ mi+1                       mi
                   i+1
           bi            −           =     hi+1 − (yi+1 − yi ) +    hi+1 .
                   4            6      2                         2
Îòñþäà ïîëó÷àþò âûðàæåíèå äëÿ bi :
                      12 ³ mi+1 + mi   yi+1 − yi ´
                 bi = 2              −             .
                     hi+1      2         hi+1

Çàòåì óìíîæàþò ïåðâîå óðàâíåíèå â ñèñòåìå íà −hi+1 /3 è ñêëàäûâàþò ñî
âòîðûì. Òîãäà
                ³ h2          h2i+1 ´ mi+1                       2mi
                   i+1
           ai            −           =     hi+1 − (yi+1 − yi ) +     hi+1
                   3            2      3                          3
è êîýôôèöèåíò a i èìååò âèä:
                        6 ³ yi+1 − yi   mi+1 + 2mi ´
                  ai =                −             .
                       hi+1   hi+1           3

                   S 00 (x) = ai + bi (x − xi )       íà [xi , xi+1 ],
                   S 00 (x) = ai−1 + bi−1 (x − xi−1 ) íà [xi−1 , xi ].
  Èç âòîðîãî óñëîâèÿ îïðåäåëåíèÿ êóáè÷åñêîãî ñïëàéíà, à èìåííî, íåïðå-
ðûâíîñòè âòîðîé ïðîèçâîäíîé íà [a,b], â òîì ÷èñëå è â óçëàõ ñåòêè:

                                   S 00 (xi − 0) = S 00 (xi + 0)
ïîëó÷àþò
                                      ai−1 + bi−1 hi = ai

                                                11