66537

Численное решение задачи Коши для ОДУ

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Цель: Решить ОДУ методом Адамса(3-х шаговым неявным) и методом Рунге-Кутта 4-го порядка (классическим). Результаты предоставить графически. Задание 1 Условие: Решить методом Адамса (3-х шаговым неявным). Результат представить графически...

Русский

2014-08-22

160 KB

2 чел.

Выполнил: Марудо А.В., 2 курс, 3 группа

Проверил: Шапочкина Ирина Викторовна

Лабораторная работа #4(вариант #47)

Тема: Численное решение задачи Коши для ОДУ.

Цель: Решить ОДУ методом Адамса(3-х шаговым неявным) и методом Рунге-Кутта 4-го порядка (классическим). Результаты предоставить графически.

Задание 1

Условие: Решить методом Адамса (3-х шаговым неявным). Результат представить графически:

;          ;          ;

Ход работы: 

Теория метода Адамса-Моултона:

проинтегрировав по промежутку

интерполируя f(x, y(x))

делаем замену  в соответствии с которой

где

В 3-х шаговом методе интерполяционный многочлен будет иметь 2-ю степень.

Ординатная формула будет иметь следующий вид:

Код программы:

//вычислим решение ОДУ в 3-х начальных точках с помощью классического метода Рунге-Кутта 4-го порядка точности

//применим ординаторную формулу

while x<=b do

  begin

   y:=y+dx/24*(55*f(x,f0)-59*f(x-dx,f1)+37*f(x-2*dx,f2)-9*f(x-3*dx,f3));

   y:=y+dx/24*(9*f(x,y)+19*f(x-dx,f3)-5*f(x-2*dx,f2)+f(x-3*dx,f1));

   x:=x+dx;

   Series1.AddXY(x,y);

   f0:=f1;

   f1:=f2;

   f2:=y;

  end;

Полученные результаты:

Вывод:

Построен график y(x) решений ОДУ.

Порядок шаговости метода Адамса-Моултона на единицу ниже порядка его точности. Т.е. метод является методом 4-го порядка точности.

Задание 2

Условие: Решить методом Рунге-Кутта 4-го порядка (классическим). Результат представить графически:

;          ;          ;

Ход работы:

;

Теория метода:

1. Вычисляем значение коэффициента наклона касательной в начальной точке:

;

2. Вычисляем значение коэффициента наклона в середине интервала, используя предыдущее приближение:

;

3. Уточняем значение коэффициента наклона в центре интервала, используя полученное значение :

;

4. С помощью значения  находим приближенное значение функции в конце интервала и коэффициент наклона касательной в конечной точке:

;

5. «Усредняем» полученные коэффициенты и находим уточненное значение искомой функции

;

Код программы:

 begin

  x:=0;

  xx:=2;

  y0:=1;

  n:=100;

  dx:=(xx-x)/n;

  repeat

   Form1.Series1.AddXY(x,y);

   k[1]:=f(x,y);

   k[2]:=f(x+1/2*dx,y+1/2*dx*k[1]);

   k[3]:=f(x+1/2*dx,y+dx*k[2]/2);

   k[4]:=f(x+dx,y+dx*k[3]);

   y:=y+(k[1]+2*k[2]+2*k[3]+k[4])/6*dx;

   x:=x+dx;

  until x>=2;

 end;

Полученные результаты:

Вывод:

Построен график y(x) решений ОДУ.

Метод Рунге Кутта является методом четвертого порядка, т.е локальная погрешность метода имеет порядок . Кроме того он является устойчивым, т.е. не приводит к существенному накоплению локальных ошибок.

БГУ

Физический факультет

2011/2012 учебный год

Минск

PAGE   \* MERGEFORMAT 2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54245. Что, где, когда, конкурс для школьников 49.5 KB
  У одного старика спросили сколько ему лет. Он ответил что ему 100 лет несколько месяцев и несколько дней но дней рождения у него было только 25. Чего стало больше молока в воде или воды в молоке практическая задача поровну стакана молока в воде и столько же воды в молоке Если бы завтрашний день был вчерашним то до воскресенья осталось бы столько дней сколько дней прошло от воскресенья до вчерашнего дня. Сколько задач сын решил правильно а сколько неправильно 13 правильно 7 неправильно 1312 710=86 составить систему...
54246. Розв’язування показникових рівнянь 714 KB
  Тема: Розвязування показникових рівнянь. Ми розглянули приклади задач із фізикибіологіїекономіки які зводяться до розвязання показникових рівнянь. Через який час після аварії кількість радіоактивних атомів цезія 137 зменшиться у 128 разів Розвязок Задача зводиться до розвязування показникового рівняння. Кобальт 60 поражає та сприяє розвитку рака печінки.
54247. Урок - путешествие в математическую сказку, 5 класс 48.5 KB
  Цель: - отработать у учащихся навыки и умения складывать, вычитать, умножать и делить натуральные числа при решении упражнений и задач; - с помощью практических заданий и теоретических вопросов развивать творческую и умственную активность; - развивать логическое мышление, смекалку и сообразительность в нестандартных ситуациях; - воспитывать целеустремленность, уверенность в своих силах, коллективизм и самооценку;
54249. Своеобразие индийской культуры 15.18 KB
  Индийская культура является одной из самых оригинальных и уникальных. Ее самобытность заключается прежде всего в богатстве и многообразии религиозно-философских учений.
54250. МАТЕМАТИЧНА СКРИНЬКА 109.5 KB
  Хто перший назве число 100? Грають двоє. Один називає будь-яке число від 1 до 9 включно. Другий додає до названого числа будь-яке ціле число від 1 до 9 включно на свій вибір і називає суму. До цієї суми перший знову додає будь-яке ціле число від 1 до 9 включно на свій вибір і називає суму, і так далі… Виграє той, хто назве число 100.
54251. Определение квадратного уравнения. Неполные квадратные уравнения и их решения 2.57 MB
  Неполные квадратные уравнения и их решения. Цель: Ввести понятия квадратного уравнения неполного квадратного уравнения. Сформировать умения различать квадратные уравнения определять коэффициенты квадратного уравнения и по ним определять вид квадратного уравнения.
54252. Математика – це цікаво! Математика – це потрібно! 59 KB
  Математика це цікаво Математика це потрібно Важко обійтися сьогодні без математики Усім і дрослим і дітям потрібна її допомога у повсякденному житті. Колись в Америці було обіцяно велику премію тому хто напише книжку під назвою Як людина жила без математикиâ. За більше ніж 30 років викладання математики в школі я переконалася що одним із шляхів удосконалення навчання учнів такому складному предмету є нетрадиційність у його репрезентації школярам.
54253. Властивості степеня з цілим показником 795 KB
  Властивості степеня з цілим показником. Сформувати прикладну необхідність вивчення властивостей степеня з натуральним показником. Які операції ви вмієте виконувати над числами Прочитати число; записати; порівняти; додати; відняти; помножити; поділити; піднести до степеня. Які саме вирази ми зараз вивчаємо Вирази зі степенями То які операції нам потрібно вміти виконувати над виразами зі степенями Прочитати вирази зі степенями; записати; порівняти; додати; відняти; помножити; поділити; піднести до степеня.