Реферат по предмету "Математика"


Метод скінчених різниць в обчислювальній математиці

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
кафедраінформатики
КОНТРОЛЬНАРОБОТА
ПОКУРСУ: Чисельні методи
натему: «Методскінчених різниць в обчислювальній математиці»
 

Зміст
Постановка задачі
Вступ
1 Теоретична частина
2 Програмна реалізація
Список використаної літератури

Постановка задачі
Використовуючиметод кінцевих різниць, розв’язати крайову задачу для звичайного диференціальногорівняння
/>

Вступ
Нехай потрібно чисельно розв’язати задачуКоші для звича-йного диференціального рівняння першого порядку, тобто знайтинаближений розв’язок диференціального рівняння  y/>=F(x,y), що задовольняє початковій умові y(x/>)=y/>.Чисельне розв’язання задачіполягає в побудові таблицінаближених значень y/>,y/>,y/>,...,y/>-розв’язку рівняння y=/>(x ) у точках x/>,x/>,x/>,...,x/> — вузлах сітки .
/>

                        y                                                        
                       yn                                                                                  *
                       y3                                      *
                       y2                                       *
                       y1                             *
                       y0                 *
                       O            x0     x1   x2     x3                   xn              x
На рисунку * позначені точки, що відповідають наближено-му розв’язку задачі Коші. Треба зазначити, щочастіше використо-вують систему рівновіддалених вузлів x/>=x/>+ ih (i=1,2,..,n), де h — крок сітки
( h > 0 ) .

1Теоретична частина
Методи Рунге-Кутта
Різні представники цієї категорії методів  потребують більшого чи меншогооб’єму обчисленьі відповідно забезпечують більшу чи меншу точність. При розв’язанні конкретної задачі виникають питання, якою ізформул Рунге-Кутта доцільно скористатися і як вибрати крок сітки.
Якщо/> неперервнай обмежена разом із своїми четвертими похідними, то гарні результати дає методчетвертого порядку. Він описується системою наступних п'яти співвідношень:
1  />
2  />
3  />  (/>);
4  />
5  />
Якщофункція не має зазначених похідних, порядок точності вищенаведеного методу неможе бути реалізований. Тоді необхідно користуватися методами меншого порядкуточності, що відповідає порядку наявних похідних.
Однимз найбільш простих і досить ефективних методів
 оцінкипохибки й уточнення отриманих результатів є правило Рунге. Для оцінки похибкиза правилом Рунге порівнюють наближені розв’язки, отримані прирізних  кроках сітки. При цьому використовується наступне припущення: глобальнапохибка методу порядку p у точці хi подається у вигляді

/> />.
Заформулою Рунге
/> 
Такимчином, із точністю до />(величина більш високого порядкумалості) при h→0 похибка методу має вигляд:
/> 
деyi  – наближене значення, отримане в точці />з кроком h; y2i  – ізкроком h/2; p  — порядок методу; y(x2i)  — точний розв’язок задачі.
Методпрогнозу і корекції
Підправившисхему Эйлера, одержимо схему прогнозу
/>,
де/>наближенезначення />.Цю формулу використовувати не можна, оскільки схема прогнозу нестійка. Тому використовує-мо схемукорекції
/> 
Оцінюючипохибки прогнозу і корекції, одержимо
/>  -   похибкакорекції,
/>  — похибкапрогнозу .
Істинне значеннялежить між прогнозом і корекцією.На будь-якому кроці можна оцінити точністьрішення. При заданому />=0,0000001, наприклад, />.
Віднімаючи з /> співвідношення /> , маємо
  />.
Уточнюєморозв’язання, виходячи з формули />:
/> 
Цяформула  завершає схеми прогнозу і корекції .
Методкінцевих різниць для розв’язання лінійних крайових задач
Маємовідрізок [a,b]. Потрібно знайти розв’язок лінійногодиференціального рівняння другого порядку
/>,
щозадовольняє такі крайові умови:
/> /> 
Вибереморівномірну сітку: x = a + ih, i = 0,1,2,…,n… Нехай/>Апроксимуємо /> і /> у кожному внутрішньомувузлі (i = 1, 2, …, n-1) центральними різницями />, /> і на кінцях відрізка –односторонніми скінченнорізницевими апроксимаціями/>, />.
Використовуючи ці формули,одержуємо різницеву апроксимацію вихідного крайового завдання:
/> 
Коефіцієнти різницевих рівнянь залежать від кроку сітки.
Введемопозначення:
/>   />
Перепишемосистему з урахуванням введених позначень:
/> /> 
Маєморізницеву схему крайового завдання. Запишемо систему рівнянь у розгорнутійматричній формі:
/>
Такимчином, завдання зводиться до розв’язання системилінійних алгебраїчних рівнянь, що можна записати у вигляді Ay=d.
2 Програмна реалізація
Реалізація пакетом Maple
> ss:=diff(diff(y(x),x),x)+diff(y(x),x)/x+2*y(x)-x;
/>
Ø dsolve[interactive]( ss );
/>
/>
Списоквикористаноїлітератури
 
1.   Б. П. Демидович и И. А. Марон. “Основы вычислительной математики”, Москва, 1963г.
2.   Н.С.Бахвалов, Н.П.Жидков, Г.М.Кобельков.“Численные методы”, Москва, 1987г.
3.   Мусіяка В. Г. Основичисельних методів механіки: підручник. – К.: Вища освіта, 2004. – 240 с.: іл. 
4.   Л. Д. Назаренко Чисельніметоди. Дистанційний курс.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Органы обеспечения безопасности
Реферат Римская империя в I веке н.э. Правление династии Юлиев-Клавдиев и Флавиев
Реферат Выборы как форма непосредственной демократии
Реферат Юридичні ознаки задоволення статевої пристасті неприродним шляхом
Реферат Биохимические изменения в организме при выполнении соревновательных нагрузок (легкая атлетика, 800 м – 2 мин.)
Реферат Федор Иванович Карпов - политическийи общественный мыслитель начала XVI века
Реферат Сурдопсихология как раздел специальной психологии
Реферат On The Cultural Aesthetics Of Black Jazz
Реферат Особенности размещения наружной рекламы в г. Челябинск
Реферат Податкова система України на сучасному етапі
Реферат 5 июня на всей планете отмечают праздник под названием День охраны окружающей среды
Реферат Модные поцелуи мировая практика
Реферат Beowulf Is A Hero Essay Research Paper
Реферат * Заявка розглядається на протязі трьох робочих днів після дати заповнення анкети
Реферат Изучение среды международного маркетинга на примере Египта