
- •1. Абсолютная и относительная погрешности числа(определения, предельные погрешности, примеры)
- •2.Десятичная запись приближенного числа. Значащая цифра. Верные знаки числа(определение верных и значащих цифр, примеры; теория о связи относительной погрешности и числа верных знаков).
- •3.Погрешность суммы и разности(вывод абсолютной и относительной погрешности из общих формул решения основной задачи теории погрешности).
- •4. Погрешности произведения и частного(вывод относительной и абсолютной погрешности из общих формул решения основной задачи теории погрешности).
- •5. Метод Гаусса(прямой и обратный ход), условия применимости метода.
- •Описание метода
- •Условие совместности
- •7.Метод Ньютона (метод касательных прямых) для уточнения изолированного корня алгебраического или трансцендентного уравнения.
- •Алгоритм
- •Метод простых итераций для численного решения алгебраических или трансцендентных уравнений. (Суть метода и геометрическая интерпретация).
- •Достаточные условия сходимости метода простой итерации (теоремы, оценки погрешностей).
- •Конечные разности различных порядков. Таблицы разностей.
- •Постановка задач аппроксимации функции, общей задачи интерполирования, простейшей задачи интерполирования.
- •Первая интерполяционная формула Ньютона (общая формула и формулы для линейного и квадратичного интерполирования).
- •Интерполяционный многочлен Лагранжа (вывод, доказательство единственности).
- •15. Постановка задачи численного интегрирования.
- •16. Вывод квадратурных формул Ньютона - Котеса.
- •17. Формула трапеции и ее остаточный член(вывод основной и общей формулы, запись остаточного члена, оценка шага интегрирования)
- •18. Формула Симпсона и ее остаточный член (вывод основной и обобщенной формул, запись остаточного члена, оценка шага интегрирования)
- •19. Постановка задачи численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений.
- •20.Метод Эйлера для решения скалярной задачи Коши (вывод расчетной формулы, геометрический смысл) и его недостатки.
- •21.Метод Эйлера для систем дифференциальных уравнений.
- •Усовершенствованный метод Эйлера.
- •Модифицированный метод Эйлера Коши.
21.Метод Эйлера для систем дифференциальных уравнений.
Выбрав достаточно малый шаг h построим систему равностоящих точек
Xi=x+ih (io=1,2,…) {xi=xi-1 + h}
Что бы решить
задачу Коши 1 и 2 нужно найти интегрированную
кривую, которая проходит через точку
М0(х0,у0). В методе Эйлера искомую кривую
заменяют ломанной MiMi+1
– прямолинейные отрезки расположены
между прямыми x=xi;
x=xi+1,
причем эти отрезки имеют наклон, который
равен
Угловой коэффициент
через М0 проводим отрезок =
,
через М1 проводим отрезок =
и параллельно проводим отрезок =
отсюда следует М2(х2,у2) построим ломанную
, которая проходит через начальную
точку и yi+1=
yi+
;
*f(xi,yi)=h*yi’
Метод Эйлера явл простейшим численным методом интегрирования дифференциального уравнения.
Недостатком этого метода является
Малая точность
Систематическое накопление ошибок
Можно доказать что если правая часть F(x,y) (1) непрерывна , то последовательность ломанных Эйлера при h->0 на достаточно малом отрезке например [x0,x0+h ] будет стремиться к искомой интегральной кривой у=у(х). Этот метод легко распространяется на систему ДУ.
Пример: пусть дана задача Коши
Отрезок
i-номер итеррации
х-аргумент
у-ф-ция
Аналог.Решение
y=
Метод Эйлера обладает малой точностью и дает удовлетворительный результат лишь при малых значениях h, это понятно, т.к по существу находя последующее значение интегральной ф-ции двумя членами ряда Тейлора на каждом частичном [xi,xi+1]
Yi+1=yi+hyi’
мы получаем погрешность порядка .
Кроме того при вычислении на следующем
отрезке исходные данные не явл точными,
поэтому есть смысл рассмотреть модификацию
метода Эйлера.
Усовершенствованный метод Эйлера.
Сначала вычисляются промежуточные значения
хi+1/2= xi+h/2
yi+1/2=h/2f(xi,yi)
и находят значения направления угловых коэффициентов поля S –ных кривых в средней точке тогда yi+1= yi+hf(xi+1/2, yi+1/2) (1)
Модифицированный метод Эйлера Коши.
Состоит в следующем: Сначала находим грубое приближение
F(xi+1,=