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

1 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

58708. Число іменників (однина і множина) 87.5 KB
  Які іменники відносяться до власних Як пишуться власні іменники А як загальні Наведіть приклади. Які іменники відносяться до чоловічого роду Які до жіночого А які до середнього Актуалізація опорних знань. Я буду називати іменники а ви будете записувати у перший стовпчик іменники...
58709. Урок української літератури з використанням відеозаписів та особистісно орієнтованих технологій 59.5 KB
  Обладнання: портрети Сковороди книжки з його творами відеофільм Григорій Сковорода збірка Сад божественних пісень підручник. Де і коли народився Григорій Сковорода У Чорнухах на Полтавщині 3 грудня 1722 р. Сковорода Хто були його батьки...
58710. Клуб веселых математиков 39.5 KB
  Цель: обобщать и систематизировать знания по математике. Задачи: познакомить с различными видами задач по математике; развивать логическое мышление, внимание, память, наблюдательность, творческие способности...
58711. Здоровые дети – в здоровой семье 49.5 KB
  Оборудование Экран мультимедийный проектор ноутбук Набор цветных кружков красный желтый зеленый для каждого учащегося Ход мероприятия Слайд 1 Всем известно и понятно Что здоровым быть приятно. Слайд 2 Добрый день ребята.
58712. Поговорим об этикете 14.5 KB
  Цели: формирование у школьников этической культуры, дружелюбия и вежливости,уважения и чуткости по отношению к другим людям. Оборудование: сигнальные карточки - синего и красного цветов, иллюстрации.
58713. Умеем ли мы правильно питаться 39.5 KB
  Здравствуйте ребята А вы знаете что когда человек говорит слово здравствуйте он желает человеку здоровья. Помидоры Учитель: Кто догадался о чем пойдет речь на уроке ответы детей Верно ребята мы будем говорить о пользе продуктов.
58714. Національно-визвольна війна українського народу проти Речі Посполитої у 1648-1657 рр. Відродження української держави 71 KB
  Мета: Повторити й узагальнити вивчений матеріал з теми за схемою: передумови - хід подій – результати та змагання з метою систематизації набутих знань. Виховувати у учнів інтерес до навчання, почуття справжнього патріотизму і любові до своєї Вітчизни.
58716. Движение тела, брошенного под углом к горизонту 57 KB
  Цели урока. дидактическая: познакомить учащихся с особенностями движение тела, брошенного под углом к горизонту, а также с математическим описанием этого движения; развивающая: развивать образное мышление, качество речи, показать связь физических законов и явлений с математическими выражениями.