toplenboren / numeth-5

Numerical Methods, 5-th task

Geek Repo:Geek Repo

Github PK Tool:Github PK Tool

Лабораторная работа 5

Горбунов Миша, КН-401

Условие

img.png

Вариант 20

img_1.png

  • Метод Эйлера Явный
  • Тейлора третьего порядка
  • Трапеций (Неявный метод Адамса 2-го порядка)

Точное решение:

Формула

img_2.png

В дальнейшем будем сравнивать получившиеся приближенные решения с точным.

Приближенные решения

Метод Эйлера Явный

Формула

img_3.png

img_4.png

Погрешность явного метода Эйлера на всём промежутке является величиной первого порядка = O(h)

Метод Тейлора 3-го порядка

Формула

Привожу сразу же упрощенную формулу для функций f, не зависящих от y

img_8.png

Для вычислений нужно найти f' и f'':

img_6.png

img_7.png

Погрешность метода на промежутке = O(h^3)

Неявный метод Адамса 2-го порядка

Формула

Формула для неявного метода Адамса 2-го порядка выглядит так:

img_9.png

В качестве разгона будем использовать метод Рунге-Кутты 4-го порядка

img_10.png

Исходная функция не зависит от y. Значит мы можем выразить y_i+1:

img_11.png

Погрешность метода на промежутке: O(h^3)

Сравнение точности:

N = 10

img_13.png

N = 20

img_14.png

N = 30

img_12.png

Сходится хуже всего метод Эйлера. Его погрешность на промежутке O(h), у других методов - O(h^3)

About

Numerical Methods, 5-th task


Languages

Language:Python 100.0%