
- •Основные понятия вычислительной математики.
- •Решение нелинейного уравнения методом простых итераций. Понятие сжимающего отображения. Теорема о сходимости. Геометрическая интерпретация. Метод простой итераций.
- •Условие сходимости метода. Понятие сжимающего отображения.
- •Усовершенствование итерационного процесса. Условия для выбора числа r. Геометрическая интерпретация Модификация итерационного процесса.
- •Геометрическая интерпретация.
- •Метод Ньютона для решения нелинейного уравнения. Условия сходимости метода. Геометрическая интерпретация. Метод Ньютона.
- •Условие сходимости метода Ньютона
- •Геометрическая интерпретация.
- •Метод секущих для решения нелинейных уравнений. Условие сходимости. Геометрическая интерпретация. Метод секущих.
- •Метод Стефенсона. Условие сходимости метода. Геометрическая интерпретация. Метод Стефенсона.
- •Геометрическая интерпритация.
- •Численные методы линейной алгебры.
- •Прямые и итерационные методы. Условие сходимости итерационных методов. Метод Гаусса.
- •Метод простой итерации.
- •Сходимость метода простой итерации.
- •Метод Зейделя.
- •Метод релаксации.
- •Метод прогонки.
- •Вычисление собственных чисел матрицы.
- •Метод итерации и Ньютона решения сну. Теоремы о сходимости.
- •Сходимость метода.
- •Метод Ньютона.
- •Сходимость метода.
- •Вопрос приближения функций. Понятие точечной и интерполяционной аппроксимации.
- •Интерполяционный многочлен Лагранжа. Теорема о единственности.
- •Многочлен Ньютона с распределенными разностями.
- •Многочлен Ньютона с конечными разностями
- •Сплайны.
- •Линейная и квадратичная интерполяция.
- •Характер экспериментальных данных.
- •Метод выбранных точек и средних.
- •Метод наименьших квадратов.
- •Равномерное приближение функции.
- •Численное интегрирование и дифференцирование.
- •Общая постановка задачи Коши.
- •Метод Эйлера.
- •Метод Рунге - Кутта.
- •Метод Рунге - Кутта четвертого порядка точности:
- •Постановка 2-х точной краевой задачи.
- •Метод конечных разностей
- •Метод Адамса.
Метод Адамса.
Недостатком одношаговых методов является, то что после нахождения yn значение yn-1 забывается, т.е. не приме6няется в следующем вычислении. Однако можно извлечь положительную пользу использования значений yn-1, yn-2 … при вычислении y. Такие методы называются многошаговыми. Наиболее распространенный из них метод Адамса.
;
это уравнение позволяет найти значение
функции используя k
предыдущих значений yi.
Поэтому предварительно необходимо
задать значения y1, y2….
В случае если β=0, то метод является
явным, т.к. значение yn+1
выражается через найденные ранее
значения по явной формуле
Если же β≠0, то для нахождения yn+1
придется решать нелинейное уравнение
,
где
.
В этом случае метод является неявным.
Для вывода конкретных расчетных формул
используем равенства
.
Если под интегралом приближенно заменить
функцию интерполяционным многочленом
Pk-1(t)
принимающий в узлах tn,tn-1,
… , tn-k+1
значения fn,fn-1,
… , fn-k+1. Интегрирование
интерполяционного многочлена приводит
к равенству
В этом случае получается явная k-шаговая
формула Адамса-Башфорда или экстрополяционная
формула Адамса.
Если же функция f(t,y)
заменить многочленом k-й
степени Qk(t)
совпадающим со значениеми fn-k+1,
… , fn-1, fn,
fn+1 в узлах tn-k+1,
… , tn-1, tn,
tn+1, то получится
формула вида
соответствующая неявному k-шаговому
методу Адамсу-Моултона или интерполяционному
методу Адамса. Выглядит след. образом:
Их интегрирование дает следующее:
Т.о. примет вид:
Аналогично формулы Адамсу-Моултона пинимает вид:
Значения yn+1
можно найти для неявеых методов путем
решения метода простой итерации
уравнением вида:
,
,
,