Главная > Разностные схемы
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

§ 20. Методы решения краевых задач

Примером краевой задачи является задача

с граничными условиям на обоих концах отрезка на котором надо найти решение На этом примере мы схематически изложим некоторые способы численного решения краевых задач.

1. Метод стрельбы.

В § 19 указаны удобные способы численного решения задачи Коши, т. е. задачи вида

где — ордината точки , из которой выходит интегральная кривая, угол наклона интегральной кривой к оси при выходе из точки (рис. 7, а). При фиксированном решение задачи (2) имеет вид . При решение зависит только от а:

Используя указанное замечание о решении задачи Коши (2), мы можем теперь переформулировать задачу (1) следующим образом: найти такой угол при котором интегральная кривая, выходящая из точки под углом к оси абсцисс, попадет в точку :

Решение задачи (2) при этом совпадает с искомым решением задачи (1).

Рис. 7.

Дело сводится, таким образом, к решению уравнения (3) (рис. 7, б). Уравнение (3) есть уравнение вида где Оно отличается от привычных уравнений лишь тем, что функция задана не аналитическим выражением, а с помощью алгоритма решения задачи (2).

Сведение решения краевой задачи (1) к решению задачи Коши (2) и составляет сущность метода стрельбы.

Для решения уравнения (3) можно исчюльзовать метод деления отрезка пополам, метод хорд, метод касательных (метод Ньютона) и т.д. Например, при использовании метода деления отрезка пополам мы задаем так, чтобы разности

имели разные знаки. Затем полагаем

Вычисляем . Вычисляем затем по одной из формул

в зависимости от того, имеют ли разности

соответственно разные или одинаковые знаки. Затем вычисляем . Процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута требуемая точность, .

В случае использования метода хорд задаем , а затем последующие вычисляем по рекуррентной формуле

Метод стрельбы, сводящий решение краевой задачи (1) к вычислению решений задачи Коши (2), хорошо работает в том случае, если решение «не слишком сильно» зависит от а.

В противном случае он становится вычислительно неустойчивым, даже если решение задачи (1) зависит от входных данных «умеренно».

Поясним взятые в кавычки слова на примере следующей линейной краевой задачи:

при постоянном . Выпишем решение этой задачи:

Коэффициенты при с ростом а остаются ограниченными на отрезке функциями; при всех они не превосходят единицу. Поэтому небольшие ошибки при задании ведут к столь же небольшим погрешностям в решении. Рассмотрим теперь задачу Коши

Ее решение имеет вид

Если при задании допущена погрешность , то значение решения при получит приращение

При больших а вычитаемое в равенстве (4) пренебрежимо мало, но коэффициент при в первом слагаемом становится

вится большим. Поэтому метод стрельбы при решении задачи будучи формально приемлемой процедурой, при больших а становится практически непригодным. Это перекликается с соображениями п. 2 § 5, где был приведен пример вычислительно неустойчивого алгоритма для решения разностной краевой задачи.

1
Оглавление
email@scask.ru