Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Численные методы..doc
Скачиваний:
13
Добавлен:
07.06.2015
Размер:
1.67 Mб
Скачать

Вопросы к заданию 14

1. Почему метод Симпсона также называют методом парабол?

2. Каким требованиям должно удовлетворять количество интервалов на всем отрезке интегрирования?

3. Какое практическое правило используется для оценки погрешности инте-грирования по методу Симпсона?

4. По результатам сравнения докажите, что метод Симпсона точнее других изученных методов интегрирования. Объясните причину.

ЗАДАНИЕ 15. МЕТОД ЭЙЛЕРА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ

15-1. Используя метод Эйлера, найти численное решение дифференциального уравнения , удовлетворяющее начальному условию. Ограничиться отысканием первых четырех значенийс шагом. Оценить абсолютную погрешность для каждой узловой точки методом двойного пересчета.

15-2. Используя метод Эйлера, найти численное решение дифференциального уравнения , удовлетворяющее начальному условию. Ограничиться отысканием первых четырех значенийс шагом. Добиться точности не ниже 0,01, используя метод двойного пересчета (деления шага пополам).

Таблица исходных данных приведена ниже.

Вариант

Уравнение

1

0

0,8

2

1,8

2

3

0

1,2

4

0

2

5

1,6

2

6

0

-1

7

-1

0,5

8

-2

0

9

1

3

10

2

0

11

2

0

12

1

0

13

1

-1

14

1,5

3

15

0

0

16

0,4

0,8

17

0,8

1,4

18

0

0,4

19

1,6

4,6

20

1,2

2,4

21

0,5

7

22

0,9

1,7

23

1,7

5,3

24

1,3

2,8

25

0,7

2,1

26

2,5

4

27

1

0,5

28

0,1

0,8

29

1

2,5

30

0,5

2,5

31

0,8

1,3

32

1,1

1,5

33

0

1

34

1,2

2,1

35

1,8

2,6

Указания к выполнению работы.

Расчетная таблица Excel имеет следующий вид.

i


В таблице i - номер точки (для начального условия i = 0); - точка на интервале решения задачи Коши;- правая часть дифференциального уравнения;- решение задачи Коши в узловой точке.

В задании 15-1 при заданном шаге h вычисляются требуемое число значений и. Для оценки погрешности шаг уменьшают вдвое и определяют значениев той же точке. Разность значений, вычисленных для различных шагов, даст оценку абсолютной погрешности для каждой узловой точки.

В задании 15-2 при заданном шаге h вычисляются требуемое число значений и. Затем необходимо уменьшать шаг вдвое и определять погрешность до тех пор, пока в узловых точках значениене достигнет требуемой точности.

Вопросы к заданию 15

1. Сформулируйте задачу Коши.

2. Что является решением задачи Коши? Что называется интегральной кривой?

3. Какие инженерные задачи по избранной специальности могут быть сведены к задаче Коши?

4. Приведите геометрическую интерпретацию метода Эйлера.

5. Для чего производится двойной пересчет? Как при этом изменяется величина шага?

ЗАДАНИЕ 16. МЕТОД РУНГЕ - КУТТА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ

16-1. Используя метод Рунге – Кутта, найти численное решение диффе-

ренциального уравнения , удовлетворяющее начальному условию. Ограничиться отысканием первых трех значенийс шагом. Оценить погрешность для каждой узловой точки методом двойного пересчета.

16-2. Используя метод Рунге - Кутта, найти численное решение дифференциального уравнения , удовлетворяющее начальному условию. Ограничиться отысканием первых четырех значенийс шагом. Добиться абсолютной точности не ниже 0,005, используя метод двойного пересчета (деления шага пополам).

Указания к выполнению работы.

Общий порядок расчета тот же, что и для метода Эйлера, однако расчетная таблица будет включать расчет четырех угловых коэффициентов. Она содержит следующие столбцы.

i

Здесь i - номер точки; - значение узловой точки;,,,- значения коэффициентов;- решение в узловой точке. Решение определяется по формуле:=, где на каждом шаге:

,

,

,

.