rpd000007963 (1011820), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Р е ш е н и е
Вычислим значения вспомогательных величин
;
Найдем приращение функции на первом интервале
и значение функции в первом узле
Аналогично получим решение в остальных узлах.
| k/i | |||||||
| 0/1 | 0.0 | 0.0000000 | 0.000000000 | 0.000000 | 0.0000000 | ||
| 0/2 | 0.05 | 0.0000000 | 0.000250000 | ||||
| 0/3 | 0.05 | 0.0001250 | 0.000251252 | ||||
| 0/4 | 0.1 | 0.00025125 | 0.001005031 | 0.000334589 | 0.005006 | ||
| 1/1 | 0.1 | 0.000334589 | 0.001006703 | 0.00033467 | 0.8301E-07 | ||
| 1/2 | 0.15 | 0.000837941 | 0.002275208 | ||||
| 1/3 | 0.15 | 0.001472193 | 0.002294383 | ||||
| 1/4 | 0.2 | 0.002628972 | 0.004105850 | 0.002375289 | 0.015116 | ||
| 2/1 | 0.2 | 0.002709878 | 0.004109129 | 0.002710036 | 0.1573E-06 | ||
| 2/2 | 0.25 | 0.004764443 | 0.006490492 | ||||
| 2/3 | 0.25 | 0.005955124 | 0.006551303 | ||||
| 2/4 | 0.3 | 0.009261181 | 0.009564248 | 0.006626161 | 0.025535 | ||
| 3/1 | 0.3 | 0.009336039 | 0.009568879 | 0.009336250 | 0.2103E-06 | ||
| 3/2 | 0.35 | 0.014120479 | 0.013258372 | ||||
| 3/3 | 0.35 | 0.015965225 | 0.013393055 | ||||
| 3/4 | 0.4 | 0.022729094 | 0.017869989 | 0.013456954 | 0.036504 | ||
| 4/1 | 0.4 | 0.022792993 | 0.017875391 | 0.022793219 | 0.2259E-06 | ||
| 4/2 | 0.45 | 0.031730689 | 0.023206446 | ||||
| 4/3 | 0.45 | 0.034396216 | 0.023463969 | ||||
| 4/4 | 0.5 | 0.046256962 | 0.029839667 | 0.023509315 | 0.048306 | ||
| 5 | 0.5 | 0.046302308 | 0.046302490 | 0.1823E-06 |
Решением задачи является табличная функция (оставлены 7 значащих цифр в каждом числе)
| k | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 0.00000 | 0.1000 | 0.200000 | 0.3000000 | 0.400000 | 0.500000 | |
| 0.00000 | 0.000334589 | 0.002709878 | 0.009336039 | 0.02279299 | 0.04630231 |
Practice13.doc
Практическое занятие 13. Решение задачи Коши для систем ОДУ (2 ч, СРС – 1 ч, тема 4, лекция 12).
Пример 1. На интервале [0,1] c шагом h=0.2 решить задачу Коши методом Рунге-Кутты 4 порядка.
Численное решение сравнить с аналитическим решением
.
Р е ш е н и е
Введением новой переменной
решение исходной начальной задачи для дифференциального уравнения второго порядка сводится к решению системы двух дифференциальных уравнений первого порядка.
Данную систему решим методом Рунге-Кутты с использованием формул
Вычислим значения вспомогательных величин:
Найдем приращения функций на первом интервале
и значения функций в первом узле
Аналогично получим решения в остальных узлах, результаты вычислений занесем в таблицу.
| k | |||||||
| 0 | 0.0 | 1.0000000 | 3.000000000 | 0.607999216 | 0.1200E+00 | 1.000000000 | 0.00000 |
| 1 | 0.2 | 1.607999216 | 3.120007088 | 0.655995430 | 0.3600E+00 | 1.607999216 | 0.784E-6 |
| 2 | 0.4 | 2.263994646 | 3.480019051 | 0.751991317 | 0.6000E+00 | 2.263994646 | 0.535E-5 |
| 3 | 0.6 | 3.015985963 | 4.080024218 | 0.895987662 | 0.8400E+00 | 3.015985963 | 0.140E-4 |
| 4 | 0.8 | 3.911973624 | 4.920018746 | 1.087984366 | 0.1080E+01 | 3.911973624 | 0.264E-4 |
| 5 | 1.0 | 4.999957990 | 6.000004180 | 5.000000000 | 0.420E-4 |
Решением задачи является табличная функция (оставлены 5 значащих цифр в каждом числе)
| k | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 0.00000 | 0.200000 | 0.4000000 | 0.6000000 | 0.8000000 | 1.000000 | |
| 1.0000000 | 1.607999216 | 2.263994646 | 3.015985963 | 3.911973624 | 4.99995799 |
Practice14.doc
Практическое занятие 14. Многошаговые методы решения задачи Коши для ОДУ (2 ч, СРС – 1 ч, тема 4, лекция 13).
Пример 1. Методом Адамса с шагом h=0.1 получить численное решение дифференциального уравнения
с начальными условиями
на интервале [0, 1.0] . Численное решение сравнить с точным решением
.
Р е ш е н и е
Данная задача на первой половине интервала совпадает с задачей из примера 1 предыдущего практического занятия. Поэтому для нахождения решения в первых узлах будем использовать результаты решения этой задачи методом Рунге-Кутты четвертого порядка. Далее используем формулу:
| 0 | 0.0 | 0.0000000 | 0.000000000 | 0.000000 | 0.0000000 |
| 1 | 0.1 | 0.000334589 | 0.010067030 | 0.00033467 | 0.8301E-07 |
| 2 | 0.2 | 0.002709878 | 0.041091295 | 0.002710036 | 0.1573E-06 |
| 3 | 0.3 | 0.009336039 | 0.095688785 | 0.009336250 | 0.2103E-06 |
| 4 | 0.4 | 0.022715110 | 0.178688064 | 0.022793219 | 0.781090E-04 |
| 5 | 0.5 | 0.046098359 | 0.298223418 | 0.046302490 | 0.204131E-03 |
| 6 | 0.6 | 0.083724841 | 0.467479658 | 0.084136808 | 0.411968E-03 |
| 7 | 0.7 | 0.141501753 | 0.708125200 | 0.142288380 | 0.786628E-03 |
| 8 | 0.8 | 0.228133669 | 1.057058842 | 0.229638557 | 0.150489E-02 |
| 9 | 0.9 | 0.357181945 | 1.580506443 | 0.360158218 | 0.297627E-02 |
| 10 | 1.0 | 0.551159854 | 2.406096892 | 0.557407725 | 0.624787E-02 |
Решением задачи является табличная функция располагающаяся во втором и третьем столбцах таблицы.















