Формулы (7) называются формулами Крылова и являются исходными для входа в табл. I.
|
1. Первое сближение |
|
По формуле Эйлера полагаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и вычисляем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После этого находим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Второе сближение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Затем предсказываем значение Dy1(2) по экстраполяционной формуле Адамса |
|
|
|
|
|
Это позволяет вычислить следующие приближения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычисляем разности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Третье сближение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По формуле Адамса: |
|
|
|
|
|
Получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычислим значения q и их разности: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аналогичные вычисления производятся и для f2(x,y1,y2) |
|
Сравним "начальный отрезок", рассчитанный для различных значений шага h по методу А. Н. Крылова с "начальным отрезком", полученным с помощью стандартной функции Mathcad |
|
по методу Крылова: |
|
стандартная функция Mathcad |
|
для f1(x,y1,y2) |
|
для f1(x,y1,y2) |
|
шаг h=0.1 шаг h=0.05 |
|
шаг h=0.1 шаг h=0.05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стандартная функция Mathcad |
|
по методу Крылова: |
|
для f2(x,y1,y2) |
|
для f2(x,y1,y2) |
|
шаг h=0.1 шаг h=0.05 |
|
шаг h=0.1 шаг h=0.05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
На практике в большинстве случаев найти точное решение возникшей математической задачи не удается. Это происходит главным образом не потому что мы не умеем этого сделать, а поскольку искомое решение обычно не выражается в привычных для нас элементарных или других известных функциях. Поэтому большое значение приобрели численные методы, то есть методы решения задач, сводящиеся к арифметическим и некоторым логическим действиям над числами. Решение, которое получено численным методом обычно является приближенным, то есть содержит некоторую погрешность. Даже если отсутствует погрешность во входных параметрах и при идеальном выполнении арифметических действий, все равно есть погрешность метода. В этом мы убедились, выполняя курсовую работу.
Для решения одной и той же задачи можно использовать несколько методов. Так для отыскания корней полинома были изучены методы Ньютона – Радсона и Лобачевского. Метод Ньютона – Радсона наиболее прост в алгоритме, но, тем не менее, метод Лобачевского позволяет более эффективно отыскивать комплексные корни.
Метод Ньютона – Радсона: этот метод является очень эффективным и точным методом вычисления корней многочлена, т. к. корни, найденные с его помощью, с точностью до 0,001 совпадают с корнями, найденными по методу ЛаГуэрре.
Метод Лобачевского: показал себя с одной стороны как универсальный метод, который позволяет определить не только все корни (причём практически одновременно), но и типы этих корней, при этом процесс вычисления всегда сходится.
Однако к числу недостатков данного метода стоит отнести его громоздкость алгоритмического описания и недостаточную точность при определении корней с близкими и равными модулями.
Экстраполяцинное и интерполяционное семейства многошаговых методов Адамса – это численные методы с достаточно высокой степенью точности.
Приведём сводную таблицу результатов полученных при решении данной курсовой работы:
|
Методы решения |
Результат, полученный при использовании данного метода |
Результат, полученный при использовании стандартной функции Mathcad |
||
|
Вычисление корней многочленов |
||||
|
1. Метод Ньютона-Радсона |
|
|
||
|
2. Метод Лобачевского |
|
|||
|
Решение обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) |
||||
|
f1(y1,y2)=sin(y2) |
f2(y1,y2)=cos(y1) |
f1(y1,y2)=sin(y2) |
f2(y1,y2)=cos(y1) |
|
|
1. Метод Адамса |
0.55 0.605 0.6643 0.7284 0.79749 0.87158 0.95059 1.03433 1.12246 |
-0.45 -0.409 -0.37751 -0.35566 -0.34365 -0.34161 -0.34955 -0.36741 -0.39499 |
0.55009 0.60463 0.66385 0.72791 0.79693 0.87095 0.94988 1.03353 1.12156 |
-0.45026 -0.40943 -0.37791 -0.35602 -0.34398 -0.3419 -0.34981 -0.36762 -0.39517 |
|
2. Метод Адамса-Крылова |
0.55009 0.60461 0.66375 0.7284 0.79749 0.87158 0.95059 1.03433 1.12246 |
-0.45026 -0.40943 -0.37791 -0.35566 -0.34365 -0.34161 -0.34955 -0.36741 -0.39499 |
||
1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине “Вычислительная математика”
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.