Лабораторные работы по численным методам. Пак Т.В. - 12 стр.

UptoLike

Составители: 

1
h
i
³
y
i
y
i1
h
i
m
i
+ 2m
i1
3
´
+
2
h
i
³
m
i
+ m
i1
2
y
i
y
i1
h
i
´
=
=
1
h
i+1
³
y
i+1
y
i
h
i+1
m
i+1
+ 2m
i
3
´
.
m
i
+ 2m
i1
3h
i
+
m
i
+ m
i1
h
i
y
i
y
i1
h
2
i
=
y
i+1
y
i
h
2
i+1
m
i+1
+ 2m
i
3h
i+1
,
2m
i
+ m
i1
3h
i
+
m
i+1
3h
i+1
+
2m
i
3h
i+1
=
y
i+1
y
i
h
2
i+1
+
y
i
y
i1
h
2
i
,
m
i1
h
i
+ 2m
i
³
1
h
i
+
1
h
i+1
´
+
m
i+1
h
i+1
= 3
³
y
i+1
y
i
h
2
i+1
+
y
i
y
i1
h
2
i
´
.
µ
i
=
h
i+1
h
i
+ h
i+1
; λ
i
= 1 µ
i
=
h
i
h
i
+ h
i+1
, µ
i
+ λ
i
= 1
N1 N+1 m
0
,
. . . , m
N
µ
i
m
i1
+ 2m
i
+ λ
i
m
i+1
= 3
³
λ
i
y
i+1
y
i
h
i+1
+ µ
i
y
i
y
i1
h
i
´
, i = 1, N1.
S
0
(a) = y
0
(a); S
0
(b) = y
0
(b) m
0
= y
0
0
; m
N
= y
0
N
S
00
(a) = y
00
(a); S
00
(b) = y
00
(b).
a
0
= y
00
0
; a
N1
+ b
N1
h
N
= y
00
N
.
6
h
1
³
y
1
y
0
h
1
m
1
+ 2m
0
3
´
= y
00
0
2m
1
h
1
4m
0
h
1
= y
00
0
6(y
1
y
0
)
h
2
1
2m
0
+ m
1
=
3
h
1
(y
1
y
0
)
h
1
2
y
00
0
.
6
h
N
³
y
N
y
N1
h
N
m
N
+ 2m
N1
3
´
+
12
h
N
³
m
N
+ m
N1
2
y
N
y
N1
h
N
´
= y
00
N
,
2m
N
4m
N1
+6m
N
+6m
N1
= h
N
³
y
00
N
6(y
N
y
N1
)
h
2
N
+
12(y
N
y
N1
)
h
2
N
´
,
2m
N
+ m
N1
=
h
N
y
00
N
2
+
3(y
N
y
N1
)
h
N
.
èëè
          1 ³ yi − yi−1   mi + 2mi−1 ´   2 ³ mi + mi−1   yi − yi−1 ´
                        −              +               −             =
          hi      hi           3         hi      2           hi
              1 ³ yi+1 − yi   mi+1 + 2mi ´
          =                 −             .
             hi+1    hi+1          3
Äàëåå îñóùåñòâëÿþò ñëåäóþùèå âûêëàäêè:
       mi + 2mi−1     mi + mi−1    yi − yi−1     yi+1 − yi      mi+1 + 2mi
      −            +             −      2     =      2       −             ,
           3hi            hi           hi          hi+1            3hi+1
      2mi + mi−1     mi+1     2mi     yi+1 − yi    yi − yi−1
                 +         +       =            +             ,
          3hi       3hi+1    3hi+1      h2i+1          h2i
      mi−1       ³ 1      1  ´   mi+1      ³ yi+1 − yi     yi − yi−1 ´
           + 2mi      +        +       =3       2      +               .
       hi          hi   hi+1     hi+1          hi+1            h2i

                                hi+1                        hi
Ââîäÿò îáîçíà÷åíèÿ: µi =               ; λi = 1 − µi =             , µ i + λi = 1 .
                             hi + hi+1                  hi + hi+1
 ðåçóëüòàòå ïîëó÷àþò ñèñòåìó N −1 óðàâíåíèÿ ñ N +1 íåèçâåñòíûì m0 ,
. . . , mN :
                                ³ y                yi − yi−1 ´
                                     i+1 − yi
     µi mi−1 + 2mi + λi mi+1 = 3 λi           + µi             , i = 1, N −1. (1)
                                      hi+1             hi
   Äëÿ çàìûêàíèÿ ñèñòåìû íåîáõîäèìî äîáàâèòü äâà óðàâíåíèÿ:
1 êðàåâîå óñëîâèå: S 0 (a) = y 0 (a); S 0 (b) = y 0 (b), òîãäà m0 = y00 ; mN = yN
                                                                                0
                                                                                  .
2 êðàåâîå óñëîâèå: S (a) = y (a); S (b) = y (b).
                     00          00        00        00

                                                        00
                        a0 = y000 ; aN −1 + bN −1 hN = yN  .

Ïåðâîå ñîîòíîøåíèå â óñëîâèè ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü ñëåäóþùåå óðàâíåíèå:
   6 ³ y1 − y0   m1 + 2m0 ´               2m1   4m0          6(y1 − y0 )
               −               = y000 ⇒ −     −     = y000 −             ⇒
   h1     h1           3                   h1    h1              h21
                3              h1
  2m0 + m1 =       (y1 − y0 ) − y000 .
                h1              2
Âòîðîå ñîîòíîøåíèå ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü âòîðîå íåäîñòàþùåå óðàâíåíèå:
 6 ³ yN − yN −1   mN + 2mN −1 ´       12 ³ mN + mN −1        yN − yN −1 ´     00
                −                  +                      −               = yN   ,
hN      hN                3           hN           2            hN
                                      ³        6(yN − yN −1 ) 12(yN − yN −1 ) ´
                                          00
−2mN −4mN −1 +6mN +6mN −1 = hN yN            −               +                   ,
                                                    h2N             h2N
                     00
                hN y N     3(yN − yN −1 )
2mN + mN −1 =           +                 .
                  2             hN

                                        12