Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Методы Рунге-Кутта




Численные методы решения задачи Коши , y(x0)=y0 на равномерной сетке { x0=a, x1, x2, …, xm=b } отрезка [ a, b ] с шагом являются методами Рунге-Кутта, если, начиная с данных y(x0)=y0 решение ведется по следующим рекуррентным формулам:

; (i=1, 2, …, m) (7)

,

Метод называют методом Рунге-Кутта порядка P, если от имеет P -й порядок точности по шагу h на сетке.

Метод Эйлера можно назвать методом Рунге-Кутта первого порядка.

Метод Рунге-Кутта второго порядка называют методом Эйлера-Коши, если P=2, c1=0, c2=1, d1=d2=1/2

; (i=1, 2, …, m) (8)

Для практической реализации погрешности решения можно применять правило Рунге, полагая P =2:

Программа решения дифференциального уравнения методом Эйлера-Коши:

program Eiler_Koshi;

var x,a,b,h,y,z:real;

m,i:integer;

function f(x,y: real): real;

begin f:=cos(x);

end;

begin writeln('Введите значения концов отрезка [a,b]');

readln(a,b);

writeln('Введите начальное значение y0=y(x0)');readln(y);

writeln('Введите число значений функции на промежутке [a,b]');

read(m);

x:=a; h:=(b-a)/m;

for i:=0 to m do

begin writeln (x:10:3, y:15:4);

z:=y+h*f(x,y);

y:=y+h*(f(x,y)+f(x+h,z))/2;

x:=x+h

end; readln;

end.

Введите значения концов отрезка [a,b]

0 1.57

Введите начальное значение y0=y(x0)

Введите число значений функции на промежутке [a,b]

0.000 0.0000

0.157 0.1560

0.314 0.3082

0.471 0.4528

0.628 0.5863

0.785 0.7054

0.942 0.8071

1.099 0.8889

1.256 0.9489

1.413 0.9855

1.570 0.9979

 

Классический метод Рунге-Кутта

Метод Рунге-Кутта четвертого порядка получаем при

P=4, c1=0, c2= c3=1/2, c4=1, d1=d4=1/6, d2=d3=1/3

Расчетные формулы имеют вид:

; (i=1, 2, …, m) (9)

То есть берутся 4 направления и усредняются.

Для практической реализации погрешности решения можно применять правило Рунге, полагая P =4:

Программа решения дифференциального уравнения методом Рунге-Кутта:

program RungeKutta; {*** Mетод Рунге - Кутта ***}

var d,x,a,b,h,y,k1,k2,k3,k4:real;

m,i:integer;

function f(x,y: real): real;

begin f:=cos(x);

end;

BEGIN writeln('Введите значения концов отрезка [a,b]');

readln(a,b);

writeln('Введите начальное значение y0=y(x0)');readln(y);

writeln('Введите число значений функции на промежутке [a,b]');

read(m);

x:=a; h:=(b-a)/m;

for i:=0 to m do

begin writeln (x:10:3, y:15:4);

k1:=h*f(x,y);

k2:=h*f(x+h/2,y+k1/2);

k3:=h*f(x+h/2,y+k2/2);

k4:=h*f(x+h,y+k3);

d:=(k1+k2*2+k3*2+k4)/6; y:=y+d; x:=x+h

end; readln;

END.

Введите значения концов отрезка [a,b]

0 1.57

Введите начальное значение y0=y(x0)

Введите число значений функции на промежутке [a,b]

0.000 0.0000

0.157 0.1564

0.314 0.3089

0.471 0.4538

0.628 0.5875

0.785 0.7068

0.942 0.8087

1.099 0.8908

1.256 0.9509

1.413 0.9876

1.570 1.0000





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 260; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.015 сек.