Логотип Автор24реферат
Задать вопрос
%
уникальность
не проверялась
Решение задач на тему:

Решить дифференциальное уравнение на отрезке при заданном начальном условии различными методами

уникальность
не проверялась
Аа
3541 символов
Категория
Высшая математика
Решение задач
Решить дифференциальное уравнение на отрезке при заданном начальном условии различными методами .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Решить дифференциальное уравнение на отрезке при заданном начальном условии различными методами: используя формулу Эйлера, используя первую улучшенную формулу Эйлера, используя вторую улучшенную формулу Эйлера, используя формулу Рунге—Кутты.

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Потяни, чтобы посмотреть
Fx, y=sinx+y+0,5 на отрезке 5,6 при y(5)=0,5 с шагом h=0,1
Решим уравнение методом Эйлера.
Формула для расчета : yi+1=yi+ hf(xi,yi)
Выполним расчеты и занесем их в таблицу
i
xi
yi
f(xi,yi)
hf(xi,yi)
0 5 0,5 -0,20554033 -0,020554033
1 5,1 0,479446 -0,14707318 -0,014707318
2 5,2 0,464739 -0,07977023 -0,007977023
3 5,3 0,456762 -0,00244444 -0,000244444
4 5,4 0,456517 0,086160066 0,008616007
5 5,5 0,465133 0,187283033 0,018728303
6 5,6 0,483861 0,301993421 0,030199342
7 5,7 0,514061 0,430930562 0,043093056
8 5,8 0,557154 0,573901151 0,057390115
9 5,9 0,614544 0,729300232 0,072930023
10 6 0,687474 0,893364923 0,089336492
Построим графическое решение:
Решим дифференциальное уравнение с помощью первой улучшенной формулы Эйлера:
xi+12=xi+h2
yi+12=yi+h2f(xi, yi) yi+1=yi+h2f(xi+12, yi+12)
Вычислим промежуточные значения на половинном шаге
x12=x0+h2=5+0,12 = 5,05
f0=sinx0+y0+0,5=sin5+0,5+0,5=-0,20554
y12=y0+h2f0=0,5+0,12(-0,20554)=0,489723
f12=sinx12+y12+0,5=sin0,05+0,489723+0,5=-0,17684
y1=y0+h2f(x12, y12)=0,5+0,05*(-0,17684)=0,491158
Остальные расчеты запишем в таблицу
i
xi
xi*
yi
f(xi,yi)
hf(xi,yi)
0 5 5,05 0,50000 -0,17684 -0,00884
1 5,1 5,15 0,49116 -0,09882 -0,00494
2 5,2 5,25 0,48622 -0,02010 -0,00101
3 5,3 5,35 0,48521 0,06686 0,00334
4 5,4 5,45 0,48855 0,16215 0,00811
5 5,5 5,55 0,49666 0,26568 0,01328
6 5,6 5,65 0,50995 0,37707 0,01885
7 5,7 5,75 0,52880 0,49561 0,02478
8 5,8 5,85 0,55358 0,62010 0,03101
9 5,9 5,95 0,58459 0,74876 0,03744
10 6 6,05 0,62202 0,87911 0,04396
Графическое решение:

Решим дифференциальное уравнение с помощью второй улучшенной формулы Эйлера:
yk+1=yk+hf(xk,yk)
yk+1=yk+h2(fxk,yk+ fxk+1,yk+1
Вычислим промежуточные значения
x0=5 y0=0,5 f0=-0,20554
y1=y0+0,1f0=0,5+0,1*-0,20554=0,47446
f1=sinx1+y1+0,5=sin5,1+0,47446+0,5=-0,15087
y1=0,5+0,05-0,320554-0,15087=0,47643
Остальные расчеты запишем в таблицу
0 5 0,5 -0,20554  
1 5,1 0,47643 -0,15287 -0,01792
2 5,2 0,45851 -0,08483 -0,01189
3 5,3 0,446624 -0,01118 -0,00480
4 5,4 0,441823 0,07283 0,00308
5 5,5 0,444906 0,16814 0,01205
6 5,6 0,456954 0,27569 0,02219
7 5,7 0,479145 0,39615 0,03359
8 5,8 0,512737 0,52955 0,04628
9 5,9 0,559022 0,67493 0,06022
10 6 0,619246 0,82977 0,07524
Решим дифференциальное уравнение с помощью метода Рунге-Кутты:
k1=f(x0,y0)
k2=f(x0+h2,y0+hk12)
k3=f(x0+h2,y0+hk22)
k4=f(x0+h,y0+hk3)
∆y0=h6(k1+2k2+2k3+k4)
y1=y0+∆y0
k1=sin5+0,5+0,5=-0,20554
k2=sin5+0,05+0,5+0,05*(-0,20554)+0,5=-0,17684
k3=sin5+0,05+0,5+0,05*(-0,17684)+0,5=-0,17578
k4=sin5+0,1+0,5+0,1*(-0,17578)+0,5=-0,14480
∆y0=0,16(-0,20554+2-0,17684+2-0,217578-0,14480)= - 0,01759
y1=0,5-0,01759
Остальные расчеты запишем в таблицу
i
xi
yi
к1 к2 к3 к4 Δу
0 5 0,50000 -0,20554 -0,17684 -0,17578 -0,14480 -0,01759
1 5,1 0,48241 -0,14481 -0,11155 -0,11023 -0,07434 -0,01105
2 5,2 0,47136 -0,07436 -0,03587 -0,03425 0,00725 -0,00346
3 5,3 0,46791 0,00722 0,05165 0,05364 0,10147 0,00532
4 5,4 0,47323 0,10143 0,15252 0,15491 0,20977 0,01543
5 5,5 0,48866 0,20972 0,26809 0,27093 0,33335 0,02702
6 5,6 0,51568 0,33328 0,39933 0,40261 0,47276 0,04017
7 5,7 0,55584 0,47266 0,54628 0,54995 0,62731 0,05487
8 5,8 0,61072 0,62719 0,70738 0,71130 0,79424 0,07098
9 5,9 0,68170 0,79410 0,87854 0,88244 0,96776 0,08806
10 6 0,76976 0,96760 1,05216 1,05568 1,13819 0,10536
50% задачи недоступно для прочтения
Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение
Получить задачу
Больше решений задач по высшей математике:

Для данной вектор-функции U определить rot U и divU

434 символов
Высшая математика
Решение задач

Вычислить криволинейный интеграл. Сделать чертеж

389 символов
Высшая математика
Решение задач

Требуется составить смесь, содержащую три химических вещества А, В, С

1099 символов
Высшая математика
Решение задач
Все Решенные задачи по высшей математике
Закажи решение задач
Оставляя свои контактные данные и нажимая «Найти работу», я соглашаюсь пройти процедуру регистрации на Платформе, принимаю условия Пользовательского соглашения и Политики конфиденциальности в целях заключения соглашения.

Наш проект является банком работ по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание работ по ненужным предметам или ищете шаблон для своей работы — он есть у нас.