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

13893. Закон тщетно существует для тех, кто не имеет мужества и средств его защищать 14.85 KB
  Закон тщетно существует для тех кто не имеет мужества и средств его защищать. Каждый человек живущий в государстве должен быть в первую очередь законопослушным защищать закон и следовать ему беспрекословно. Отсутствие справедливых законов может привести к гибел
13894. Если хочешь быть богатым, не помышляй увеличить своё имущество, а только умерь свою жадность 15.12 KB
  Если хочешь быть богатым не помышляй увеличить своё имущество а только умерь свою жадность. К. Гельвеций. Принято полагать что синонимом слову богатство является большое количество материальных благ принадлежащих какомулибо человеку. Но может ли считать
13895. Диктатура – это государство, в котором все боятся одного, а один – всех 14.52 KB
  Диктатура – это государство в котором все боятся одного а один – всех. А.Моравиан. Государства в которых у власти находятся диктаторы обречены на крах. Такая власть строится на запугивании населения что приводит в конечном счёте к её свержению. Диктатура – пол...
13896. Демократия есть механизм, который гарантирует, что нами управляют не лучше, чем мы того заслуживаем 14.84 KB
  Демократия есть механизм который гарантирует что нами управляют не лучше чем мы того заслуживаем. Б. Шоу. Демократия политический режим при котором власть принадлежит всем или большинству свободных граждан подчиняющихся закону. Но демократия подразумевает не то...
13897. Дело – за юношей, совесть – за взрослым, молитва – за стариком 16.05 KB
  Дело за юношей совесть за взрослым молитва –за стариком. Л. Питер. На каждом этапе социализации человек осуществляет определённый вид деятельности и выполняет определённые социальные роли. Социализация – начавшийся в младенчестве и заканчивающийся в глу...
13898. Весь мир – театр. В нем женщины, мужчины – все актеры. У них есть выходы. И каждый не одну играет роль 19.44 KB
  Весь мир – театр. В нем женщины мужчины – все актеры. У них есть выходы. И каждый не одну играет роль. У. Шекспир Динамика современной жизни во многом заставляет личность приспосабливаться и трансформироваться меняя свою социальную роль. Говоря о социальной струк...
13899. Будь поучтивее с людьми, которых встречаешь, взбираясь наверх, - ты ещё встретишься с ними, когда будешь спускаться 15.52 KB
  Будь поучтивее с людьми которых встречаешь взбираясь наверх ты ещё встретишься с ними когда будешь спускаться У. Мизнер. Человеческая жизнь непредсказуема в ней бывают не только взлёты но и падения. На протяжении всей жизни человек приспосабливается к о
13900. Богатым человека делает его сердце 14.62 KB
  Богатым человека делает его сердце Л. Толстой. Нельзя судить о богатстве человека по толщине его кошелька. Только наличие высоких моральных качеств позволяет считать человека истинно богатым. Нравственность это степень усвоения личностью моральных ценностей
13901. Банки охотно дают деньги тем, кто может доказать, что в них не нуждается 25.5 KB
  Банки охотно дают деньги тем кто может доказать что в них не нуждается. Банк предоставляет свои услуги тем у кого есть средства и источники доходов. Банковская система – совокупность национальных банков и других кредитных учреждений действующих в рамках единого ф