Лабораторные работы по численным методам. Пак Т.В. - 15 стр.

UptoLike

Составители: 

µ
i
m
i1
+ 2m
i
+ λ
i
m
i+1
= 3
µ
λ
i
y
i+1
y
i
h
i+1
+ µ
i
y
i
y
i1
h
i
, i = 2, N2;
γ
N
m
N2
+ (1+γ
N
) m
N1
=µ
N1
(3+2γ
N
)
y
N1
y
N2
h
N1
+λ
N1
y
N
y
N1
h
N
.
S
00
(x
i
) = M
i
; i = 0, N;
S(x) = y
i
+ c
i
(x x
i
) + a
i
(x x
i
)
2
2
+ b
i
(x x
i
)
3
6
[x
i
, x
i+1
] ,
S
0
(x) = c
i
+ a
i
(x x
i
) + b
i
(x x
i
)
2
2
,
S
00
(x) = a
i
+ b
i
(x x
i
),
S
000
(x) = b
i
,
S
00
(x
i
) = a
i
= M
i
; S
00
(x
i+1
) = a
i
+ b
i
h
i+1
b
i
=
M
i+1
M
i
h
i+1
.
S(x
i+1
) = y
i
+ c
i
h
i+1
+ M
i
h
2
i+1
2
+ (M
i+1
M
i
)
h
2
i+1
6
= y
i+1
c
i
=
y
i+1
y
i
h
i+1
M
i
h
i+1
2
(M
i+1
M
i
)
h
i+1
6
=
y
i+1
y
i
h
i+1
h
i+1
6
(2M
i
+M
i+1
).
S(x) x
i
S
0
i1
(x
i
) = S
0
i
(x
i
),
y
i
y
i1
h
i
h
i
6
(2M
i1
+M
i
) + M
i1
h
i
+
M
i
M
i1
2
h
i
=
y
i+1
y
i
h
i+1
h
i+1
6
(2M
i
+
M
i+1
),
h
i
6
M
i1
+
1
3
M
i
(h
i
+ h
i+1
) +
h
i+1
6
M
i+1
=
y
i+1
y
i
h
i+1
y
i
y
i1
h
i
,
λ
i
M
i1
+ 2M
i
+ µ
i
M
i+1
=
6
h
i
+ h
i+1
µ
y
i+1
y
i
h
i+1
y
i
y
i1
h
i
, i = 1, N1.
S
0
(a) = A; S
0
(b) = B
y
1
y
0
h
1
h
1
6
(2M
0
+ M
1
)=A = 2M
0
+M
1
=
6
h
1
³
y
1
y
0
h
1
A
´
.
y
N
y
N1
h
N
h
N
6
(2M
N1
+ M
N
)+M
N1
h
N
+
h
N
2
(M
N
M
N1
)=B,
                              µ                            ¶
                                  yi+1 − yi      yi − yi−1
   µi mi−1 + 2mi + λi mi+1 = 3 λi           + µi             , i = 2, N −2;
                                    hi+1             hi
                                                   yN −1 − yN −2        yN − yN −1
 γN mN −2 + (1+γN ) mN −1 =µN −1 (3+2γN )                        +λN −1            .
                                                       hN −1               hN

4. Ïîñòðîåíèå êóáè÷åñêîãî ñïëàéíà ÷åðåç ìîìåíòû
Ìîìåíòàìè íàçûâàþòñÿ S 00 (xi ) = Mi ; i = 0, N ;

                                        (x − xi )2      (x − xi )3
       S(x) = yi + ci (x − xi ) + ai               + bi            íà [xi , xi+1 ] ,
                                             2 2            6
                                         (x − xi )
       S 0 (x) = ci + ai (x − xi ) + bi            ,
         00
                                             2
       S (x) = ai + bi (x − xi ),
       S 000 (x) = bi ,
                                                                   Mi+1 − Mi
       S 00 (xi ) = ai = Mi ; S 00 (xi+1 ) = ai + bi hi+1 ⇒ bi =               .
                                                                     hi+1

                                          h2                     h2
Îòñþäà: S(xi+1 ) = yi + ci hi+1 + Mi i+1 + (Mi+1 − Mi ) i+1 = yi+1 , òîãäà
                                           2                       6
       yi+1 − yi         hi+1                hi+1    yi+1 − yi hi+1
ci =               − Mi       − (Mi+1 − Mi )      =             −       (2Mi + Mi+1 ).
         hi+1             2                   6         hi+1         6
    Èç óñëîâèÿ íåïðåðûâíîñòè ïåðâîé ïðîèçâîäíîé äëÿ S(x) â óçëàõ xi ,
èìåþò:
  0
Si−1  (xi ) = Si0 (xi ),
yi − yi−1 hi                                 Mi − Mi−1        yi+1 − yi hi+1
            − (2Mi−1 +Mi ) + Mi−1 hi +                   hi =           −      (2Mi +
     hi       6                                   2             hi+1        6
Mi+1 ),
hi           1                    hi+1          yi+1 − yi     yi − yi−1
    Mi−1 + Mi (hi + hi+1 ) +           Mi+1 =              −            ,
 6           3                      6              hi+1           hi
                                           µ                         ¶
                                     6       yi+1 − yi    yi − yi−1
  λi Mi−1 + 2Mi + µi Mi+1 =                             −              , i = 1, N −1.
                                 hi + hi+1      hi+1           hi
                                                                                   (2)
    Äëÿ ïîëó÷åíèÿ çàìêíóòîé ñèñòåìû äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìîìåíòîâ íóæíî
äîáàâèòü êðàåâûå óñëîâèÿ ê ñèñòåìå (2):
1 êðàåâîå óñëîâèå: S 0 (a) = A; S 0 (b) = B .
y1 − y0 h1                              6 ³ y1 − y0   ´
       − (2M0 + M1 )=A =⇒ 2M0 +M1 =                 −A .
   h1    6                             h1      h1
yN − yN −1 hN                           hN
          −   (2MN −1 + MN )+MN −1 hN +    (MN − MN −1 )=B,
    hN      6                            2

                                            15