Главная » Просмотр файлов » Shampine, Allen, Pruess - Fundamentals of Numerical Computing

Shampine, Allen, Pruess - Fundamentals of Numerical Computing (523185), страница 53

Файл №523185 Shampine, Allen, Pruess - Fundamentals of Numerical Computing (Shampine, Allen, Pruess - Fundamentals of Numerical Computing) 53 страницаShampine, Allen, Pruess - Fundamentals of Numerical Computing (523185) страница 532013-09-15СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 53)

Write this in the formwhich can be integrated to get the second integralrelationTo determine c2, evaluate the first relation at x = 1and use the initial conditions to getc2 = A3 - A2 sin 1 - A1 cos 1 + 1.Evaluate the second integral relation at x = 1 to getand we haveY´1(t) = Y 2(t) + Y 1(t) - Y 13(t)/3Y´ 2 (t) = - Y 1 ( t ) .To plot the solution in the phase plane, it isnecessary to plotx´(t) = Y2(t) - G(x(t)) = Y2(t) - G(Yl(t)) againstx(t) = Yl(t). With Y1(0) = -1 and Y2(0) = 1 for0 < t < 15 the resulting phase plane plot is shownbelow.

The closed curve was traced over in thecomputation so that (to plotting accuracy) the limitcycle was obtained.The following sample results were generated byRke with the residuals computed for each integralrelation.xy(x)y´(x)y´´(x)First res.Second res.1.5000001.6472531.6294171.4682841.94E-6-3.92E-72.0000002.6426952.3160411.0107497.32E-6-4.80E-6ANSWERS TO SELECTED EXERCISES6.23 (a)t0.002.004.006.008.0010.0012.00x(t)0.100001.39122-1.95327-1.581420.396771.711020.66878c(t)0.100001.754782.57504-0.11364-3.148580.405873.04524solving the two problems separately.

By using afixed step h = 2/2k we guarantee that x = 0 is amesh point, so convergence is 0(h4) with thefourth order Runge-Kutta code; in contrast, x = 0cannot be a mesh point for h = 2/3k, soconvergence will occur at a slower rate.6.27 The missing initial condition is y´(0) = 2.155796;the following table gives the solution at a fewvalues.x0.00.20.40.60.81.0The period appears to be approximately 9.Miscellaneous Exercises for Chapter 6 (Page249)6.25 Clearly f(x,y) = 2|x|y is continuous on [-1,1];also, fY = 2|x| < 2, so f satisfies a Lipschitzcondition with constant L = 2.

The hypotheses ofTheorem 1 are satisfied. Let y(x) be defined by265y(x)0.0000000.4343370.8915671.4087632.0559723.000000y´(x)2.1555802.2058392.3960982.8303323.7634356.0677516.29 (a) The exact solution is x(t) = 20t - 5000,u(t) = -2.6 × 106exp[2 × 10-5(t - 2000)] + 50t +0.25 × 107. Rke producesx (0) = -5000.00so that y(-l) = e-1 andanda (0) = 1947.46,Thus, y´ is continuous on [-1, 1]. Also, for xpositive or negative y´ = 2|x|y, so that y does satisfythe differential equation. Sincewe have y´´(0+) = 2 while y´´(0-) = -2, so y´´ isnot continuous at x = 0. Euler’s method isconvergent for this problem but not 0(h). Higherorder Runge-Kutta methods will not improveconvergence past 0(h2). If the problem is split atx = 0, then y(x) is infinitely differentiable on eachof [-1, 0] and [0, 1].

If, in the original problem, amesh point is placed at x = 0, this is equivalent towhich are both correct.(c) If FORTRAN is used, the program should bewritten so that Spcoef is called only once by thedriver. The vectors X, F, B, C, and D should bepassed through a COMMON statement to theroutine defining the differential equation. In C andC++ these will have to be global variables. Theoutput is given in the following table.1000150020002500497.291109.421950.423030.9427884.6016736.781656.81-7811.70PreviousINDEXAbsolute error, 1Accuracyof linear system algorithms, 48-61of polynomial interpolation, 98-101of quadrature, 184-187of spline interpolation, 111-113Adams-Bashforth formula, 241Adams-Moulton formula, 242Adams methods, 240-243Adapt (code), 188-189Adaptive quadrature, 184-188AVINT, 201Back substitution, 35,41Backward differentiation formulas, 243Backward error analysis, 49Band matrix, 65Base of a number system, 9Bilinear polynomial, 122-123Binary search, 138Bisection method, 138Bracket, 138Breakpoints, 101C (language), viC++, viCancellation error, 16Chebyshev interpolating points, 88Chopped arithmetic, 7Composite trapezoid rule, 181Conditioning, 1of a linear system, 55-61,of a nonlinear equation, 158Condition number, 56Condition number inequality, 57Cubic spline, 103-115266Curve drawing, 130-131Dawson’s integral, 190, 212, 217-218Degree of precision, 172Determinant, 6, 62, 81Diagonally dominant matrix, 65Differential equations, 210-215Divided differences, 93-98Divided difference table, 95-96Elimination (see Gaussian elimination)End conditions, 108England (see Runge-Kutta-England method)Error in polynomial interpolation, 88-93, 98-101Error in spline interpolation, 102-103, 112Error estimationin Adapt, 184-187in Rke, 230-235Euler’s method, 217Euler-Maclaurin formula, 181Extrapolation, 183Factor (code), 61Filon quadrature, 26, 128-130Floating pointdistribution, 10-11notation, fl(x), 7number system, 9representation, 9FORTRAN 77, viFortran 90, viFundamental Theorem of Integral Calculus, 253Galerkin’s method, 72, 170Gamma function, 13-14GAMS, viiHomeINDEXGaussian elimination, 32-42Gaussian quadrature, 177Gauss-Seidel method, 76Global error (for ODE’s), 228Heun’s method, 225Higher order systems of differential equations, 214-215IEEE arithmetic, 10Ill-conditioned, 2Initial value problem, 210-211Integration by parts, 253Intermediate Value Theorem, 252InterpolationC2 cubic spline, 106-113error, 85-93, 98-101, 102-103, 112in the plane, 119-127inverse, 148polynomial, 82-101shape preserving spline, 104-106Inverse matrix, 31, 63Iterative refinement, 55Jacobi iteration, 76Knots, 101Lagrange form, 83LAPACK, 66, 70Linear system, 30LINPACK, 66, 70Lipschitz condition, 211Lipschitz constant, 211Local error, 222, 228-231, 233-235Loss of significance, 16Lotka-Volterra equation, 163Lower triangular matrix, 44LU factorization, 44-48Maclaurin series, 253-254Mantissa, 4MATHCAD, 136, 147, 155, 183, 244, 248Mathematica, vi, 244MATLAB, vi, 27, 150, 151, 157, 244Matrix, 30Mean Value Theorems, 252Midpoint rule, 178Minimum curvature property, 111Modification of right-hand-side, 40Muller’s method, 147Multiple root, 134Multistep method, 240-244Natural cubic spline, 110, 112Natural end condition, 110Netlib, viiNewton-Cotes formulas, 174Newton divided difference form, 95Newton’s methodfor a single equation, 140for systems, 160-162Nodes, 83Nonlinear equationsscalar, 134-160systems of, 160-162Nonsingular matrix, 30Normalized floating point number, 4, 9Norms, 53Numerical integration (see Quadrature)One-step methods, 221-223Order, 221Oscillatory integrand, 192Overflow, 5Partial pivoting, 39Periodic end conditions, 108Periodic integrand, 181-182, 192-193Piecewise polynomial, 101Pivot, 35Poisson’s equation, 72Pole, 136Polynomial interpolation, 83-98Positive definite matrix, 65267268INDEXQUADPACK, 184, 186-187Quadratic convergence, 141Quadratic equation, 17Quadrature formula, 172Relative error, 1Residualof a linear system, 22, 51of a nonlinear equation, 136Right-hand-side vector, 30Rke (code), 236-238RKSUITE, 244Rolle’s theorem, 252Romberg integration, 183Root, 134of a nonlinear system, 160of a quadratic, 17of a single function, 134Rounded arithmetic, 7Runge-Kuttaclassical, 226England method, 231-233formulas, 224-227Runge’s function, 91, 93Secant method, 140Simple root, 134Simpson’s rule, 177Singular integrand, 193-198Singular matrix, 30Solve (code), 62Spline-coeff (code), 113-115Spline-value (code), 113-115Spline, 101complete cubic, 110, 200shape preserving, 104-106, 200-201Stability, 2Stiff diffferential equation, 243Stirling’s approximation, 14, 206-207Symmetric matrix, 70Systems ofdifferential equations, 212-214linear equations, 30-31nonlinear equations, 160-162Tabular data, integration of, 200-201Taylor series, 223, 252Taylor’s theorems, 252-253Trapezoid rule, 176Triangular matrix, 35Tridiagonal matrix, 68Underflow, 5Undetermined coefficients, 175Unit roundoff, 9Unstable, 2Upper triangular matrix, 35Weightfunction, 171-173quadrature, 171Well-conditioned, 1Wilkinson polynomial, 158-159Yvalue (code), 236-238Zero (code), 152-155Zero (see root).

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
3,99 Mb
Тип материала
Учебное заведение
Неизвестно

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6358
Авторов
на СтудИзбе
311
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее