數值分析第三章 常微分方程的差分方法

2022-06-26 11:33:13 字數 699 閱讀 3846

常微分方程的差分方法重點回顧:

差分方法是一類重要的數值解法,這類方法是要尋求一系列離散結點上的近似解h為步長。一般來說,假定

h為定數。

能求解的常微分方程的條件。a.兩個方程

b.滿足李普希茲條件

c.f(x,y)

適當光滑。這樣可以保證解存在且唯一。

數值解法的第一步是設法消除其導數項,這項手續稱「離散化」。由於差分是微分的近似計算,實現離散化的基本途徑就是用差商來替代導數。

尤拉格式需要熟練掌握。

尤拉格式僅為一階方法(證明是用泰勒公式)

隱式尤拉格式也是一階方法需要掌握

兩步尤拉格式:呼叫了前面的兩步的資訊,是乙個二階方法。

梯形格式需要掌握。實質上是尤拉格式和隱式尤拉格式的算術平均。

改進的尤拉格式:綜合尤拉方法和梯形方法。先用尤拉方法求得乙個初步的近似值,即為預報值。然後用它代替梯形方法yn+1進行計算。就得到了預報

-校正系統。可以寫成巢狀的方式。或者表示為平均化形式

龍格庫塔方法(背四階龍格庫塔方法)

亞當姆預報-校正系統

尤拉方法是收斂的

尤拉方法是條件穩定的

隱式尤拉格式恆穩定(無條件穩定的)

下圖是我對教材99頁公式的證明

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