Приближено решаване на задачата (1),(2)
Преди да систематизираме видовете числени методи, разработени за задачата (1),(2), ще се опитаме с елементарни разсъждения да изведем някои от тях.
1. Като използваме геометричната интерпретация и една от основните идеи на числените методи - в достатъчно малък интервал дадена непрекъсната функция може да се приближи с линейна - идваме до най-стария метод - метода на Ойлер (1768). В точката прекарваме допирателната към кривата : . В достатъчно малък интервал с дължина заместваме кривата с тази допирателна и за приближена стойност на в точката приемаме пресечната точка на правата с допирателната:
(14) .
Ако продължим този процес, правейки последователно стъпки , ще получим:
(15) .
2. В уравнението (1) полагаме :
и апроксимираме производната с едностранна разлика, използвайки стойността на в достатъчно близка до точка , :
.
Пренебрегваме остатъчния член и получаваме
.
3. Интегрираме двете страни на уравнението (1) в интервал с дължина :
и за пресмятане на интеграла вдясно използваме някоя от известните прости формули за числено интегриране:
формулата на левите правоъгълници:
формулата на десните правоъгълници:
(17) .
И така, по формулите (15), (16), (17) можем да намерим приближените стойности на решението в точките . Тези формули са частни случаи на мрежовите (диференчните) методи за решаване на диференциални уравнения.
Сподели с приятели: |