Национальный Исследовательский Университет “МЭИ”
Кафедра математического моделирования
Лабораторная работа №9
Численное решение задачи Коши
Студент:
Группа:
Вариант:
Преподаватель:
Задача 9.1. Найти приближенное решение задачи Коши для обыкновенного дифференциального уравнения (ОДУ) 1 порядка
Y'=y(t)*r(t)
и оценить погрешность решения задачи.
ПОРЯДОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ:
1. Найти аналитическое решение задачи.
2.Найти приближенное решение задачи Коши с шагом 0.2, по явному методу Эйлера. Найти величину погрешности.
3. Используя встроенную функцию rkfixed пакета MATHCAD, найти приближенное решение задачи Коши с тем же шагом по методу Рунге-Кутты 4 порядка точности. Найти величину погрешности.
4. Составить программу, реализующую метод, указанный в индивидуальном варианте. Аналогично п.п. 2-.3 найти величину погрешности
5. .Построить графики найденных решений.
6. Отчет по задаче оформить в виде таблицы 9.1.Бланк таблицы дан в ПРИЛОЖЕНИИ 9D.
Решение задачи 9.1
1) Найдём аналитическое решение задачи Коши
2) Найти приближенное решение задачи Коши с шагом 0.2, по явному методу Эйлера. Найти величину погрешности.
Найдём решение методом Адамса 4-го порядка
Для начальных данных возьмём точное решение
Программа реализующая метод Адамса 4-го порядка
Решение
Погрешность
Итоговая таблица значений
Y'=2*y/(t*ln(t)) Исходная задача Y(0)=1 |
|||
|
Расчетная формула |
Полученная погрешность при шаге h=0,2 |
Значение решения в точке t=T c учетом погрешности |
Точное решение |
|
|
Y(2e)=2.7977433 |
Метод 1 Эйлера |
|
=0.0146412 |
=2.807 0.014 |
Метод 2 Рунге-Кутты 4 порядка |
|
=0.0740033 |
=2.866 0.074 |
Метод Адамса 4-го порядка |
|
=0,0009 |
=2,7936 0,0009 |