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第三章常微分方程的差分方法(15—16).pptVIP

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第三章常微分方程的差分方法(15—16)

;第三章 常微分方程的差分方法; 科学技术当中常常需要求解常微分方程的定解问题。这类问题的最简单的形式,是本章着重要考察的一阶方程的初值问题:; 差分法是一类重要的数值方法,这类方法是要寻求 离散节点 上的近似解 ,相邻节点间距 称为步长。 初值问题的各种差分方法都采用“步进式”,即求解过程顺着节点排列的次序一步一步地向前推进。描述这类算法,只要给出从已知信息 计算 的递推公式,这类计算格式统称为差分格 式。;3、1 欧拉方法; 设用 的近似值 代入上式右端,记所求结果为 ,这样导出的计算公式;y;例1;计算结果表;; 为简化分析,人们常假设在第n步求得的 为准确即 的前提下估计误差 这种误差称为局部截断???差。 误差估计为: y(xn+1)-[y(xn)+hf(xn, y(xn))];如果一种数值方法的局部截断误差为 则称它的的精度是 p 阶的,或称之为 p 阶方法。;由此我们可知欧拉格式仅为一阶方法。;2、隐式欧拉格式;3、两步欧拉格式; 无论是显式欧拉格式还是隐式欧拉格式,它们都是单步法,其特点是计算时只用到前一步的信息 ,而该格式却调用了前面两步的信息 ,两步欧拉格式因此而得名。;故有:;3、2 改进的欧拉方法;一般地有:;若用;用;例:用梯形法求解 ;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;2、改进的欧拉格式;把预报代入校正中,便可表为;例2;n=0时;计算结果表;解析解;开始;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.

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