Лабораторные работы по численным методам. Пак Т.В. - 13 стр.

UptoLike

Составители: 

2m
0
+ m
1
=
3
h
1
(y
1
y
0
)
h
1
2
y
00
0
,
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,
2m
N
+ m
N1
=
h
N
y
00
N
2
+
3(y
N
y
N1
)
h
N
.
y
N
= y
0
, y
N+1
= y
1
, . . . ,
m
N
= m
0
, m
N+1
= m
1
, . . . ,
h
1
= h
N+1
, h
2
= h
N+2
, . . . ,
µ
N+1
= µ
1
=
h
1
h
N+2
+ h
1
.
µ
1
m
N
+ 2m
1
+ λ
1
m
2
= g
1
,
µ
N
m
N1
+ 2m
N
+ λ
N
m
1
= g
N
S
000
(x
1
0) = S
000
(x
1
+ 0) , S
000
(x
N1
0) = S
000
(x
N1
+ 0) .
S
000
(x
1
0) = S
000
(x
1
+ 0) = b
0
= b
1
1
h
2
1
µ
m
1
+ m
0
2
y
1
y
0
h
1
=
1
h
2
2
µ
m
2
+ m
1
2
y
2
y
1
h
2
.
2h
1
h
2
h
2
h
1
(m
1
+ m
0
)
h
1
h
2
(m
2
+ m
1
) =
y
2
y
1
h
2
· 2
h
1
h
2
+
y
1
y
0
h
1
· 2
h
2
h
1
,
m
0
+ (1 (
h
1
h
2
)
2
)m
1
³
h
1
h
2
´
2
m
2
= 2
Ã
y
1
y
0
h
1
y
2
y
1
h
2
·
µ
h
1
h
2
2
!
.
h
1
/h
2
= γ
1
m
0
+ (1 γ
2
1
)m
1
γ
2
1
m
2
= 2
y
1
y
0
h
1
2γ
2
1
y
2
y
1
h
2
.
µ
1
m
0
+ 2m
1
+ λ
1
m
2
= 3
³
λ
1
y
2
y
1
h
2
+ µ
1
y
1
y
0
h
1
´
.
m
0
,
m
1
, m
2
m
0
+ (1 γ
2
1
)m
1
γ
2
1
m
2
= 2
y
1
y
0
h
1
2γ
2
1
y
2
y
1
h
2
,
µ
1
m
0
+ 2m
1
+ λ
1
m
2
= 3
³
λ
1
y
2
y
1
h
2
+ µ
1
y
1
y
0
h
1
´
.
Îêîí÷àòåëüíî ïîëó÷àþò ñëåäóþùóþ ñèñòåìó óðàâíåíèé:
  
                3               h1
  
   2m0 + m1 =      (y1 − y0 ) − y000 ,
               h
  
                 1               ³2 y                yi − yi−1 ´
                                       i+1 − yi
    µi mi−1 + 2mi + λi mi+1 = 3 λi               + µi             , i = 1, N −1,
  
                                       hi+1              hi
  
                    h y  00
                                3(yN − yN −1 )
  
   2mN + mN −1 = N N +                        .
                        2            hN
3 êðàåâîå óñëîâèå (ïåðèîäè÷íîñòü):
                yN = y0 ,                     yN +1 = y1 , ...,
                mN = m0 ,                     mN +1 = m1 , . . . ,
                h1 = hN +1 ,                  h2 = hN +2 , ...,
                                   h1
                µN +1 = µ1 =              .
                               hN +2 + h1
Ýòè óñëîâèÿ äîáàâëÿþò äâà óðàâíåíèÿ ê ñèñòåìå óðàâíåíèé (1):
µ1 mN + 2m1 + λ1 m2 = g1 ,
µN mN −1 + 2mN + λN m1 = gN .
4 êðàåâîå óñëîâèå:
S 000 (x1 − 0) = S 000 (x1 + 0) , S 000 (xN −1 − 0) = S 000 (xN −1 + 0) .
      Ñíà÷àëà ðàññìàòðèâàåòñÿ ïåðâîå ñîîòíîøåíèå.
S 000 (x1 − 0) = S 000 (x1 + 0) =⇒ b0 = b1
èëèµ                          ¶          µ                         ¶
 1 m1 + m0           y1 − y0         1 m2 + m1           y2 − y1
                 −               =                    −               .
h21        2            h1          h22        2            h2
Óðàâíåíèå óìíîæàþò íà 2h1 h2 è ïîëó÷àþò
h2                  h1                     y2 − y1     h1      y1 − y0       h2
     (m1 + m0 ) − (m2 + m1 ) = −                    ·2 +                  ·2 ,
h1                  h2                        h
                                              Ã2       h          h          h
                            ³ h ´2
                                                         2          1
                                                                          µ 1¶2 !
              h1 2             1                y1 − y0     y2 − y1         h1
m0 + (1 − ( ) )m1 −                 m2 = 2                −             ·         .
              h2              h2                   h1           h2          h2
Åñëè îáîçíà÷èòü h1 /h2 = γ1 , òî óðàâíåíèå ïðèìåò âèä:
                                   y1 − y0           y2 − y1
m0 + (1 − γ12 )m1 − γ12 m2 = 2                − 2γ12          .
                                        h1              h2
Äîáàâëÿþò ê ïîëó÷åííîìó óðàâíåíèþ ïåðâîå óðàâíåíèå èç ñèñòåìû (1):
                              ³ y −y              y1 − y0 ´
                                    2      1
µ1 m0 + 2m1 + λ1 m2 = 3 λ1                   + µ1            .
                                       h2            h1
Òîãäà èìåþò ñèñòåìó äâóõ óðàâíåíèé îòíîñèòåëüíî òðåõ íåèçâåñòíûõ m0 ,
m1 , m2 :
                                   y1 − y0           y2 − y1
m0 + (1 − γ12 )m1 − γ12 m2 = 2                − 2γ12          ,
                              ³ y −1y   h               h2 ´
                                    2      1      y1 − y0
µ1 m0 + 2m1 + λ1 m2 = 3 λ1                   + µ1            .
                                       h2            h1

                                        13