Учебное пособие: Методы коллокаций и Галеркина

Пусть необходимо определить функцию , удовлетворяющую линейному дифференциальному уравнению

(2.50)

и линейными краевыми условиями

, (2.51)

причем

Возможно вы искали - Контрольная работа: Методы нахождения корней полиномов

Выберем некоторую совокупность линейно независимых функций

(2.52)

которую назовем системой базисных функций.

Пусть функция удовлетворяет неоднородным краевым условиям

(2.53)


Похожий материал - Контрольная работа: Методы оптимизации при решении уравнений

а остальные функции удовлетворяют соответствующим однородным краевым условиям:

. (2.54)

Если краевые условия (2.51) однородны (A = B = 0), то можно положить и рассматривать лишь систему функций .

Будем искать приближенное решение краевой задачи (2.50), (2.51) в виде линейной комбинации базисных функций

. (2.55)

Очень интересно - Лабораторная работа: Методы оптимизации функций многих переменных

Тогда функция y удовлетворяет краевым условиям (2.51). В самом деле, в силу линейности краевых условий имеем

и аналогично

Составим функцию . Подставляя сюда вместо y выражение (2.55), будем иметь

.(2.56)

Вам будет интересно - Курсовая работа: Построение моделей статики по методике активного эксперимента

Если при некотором выборе коэффициентов ci выполнено равенство

при

то функция y является точным решением краевой задачи (2.50), (2.51). Однако подобрать так удачно функции и коэффициенты ci в общем случае не удается. Поэтому ограничиваются тем, что требуют, чтобы функция обращалась в нуль в заданной системе точек из интервала [a ,b ], которые называются точками коллокации. Сама функция R называетсяневязкой уравнения (2.50). Очевидно, что в точках коллокации дифференциальное уравнение (2.50) будет удовлетворено точно, и невязка в этих точках равна нулю.

Итак, метод коллокации приводит к системе линейных уравнений

. (2.57)

Похожий материал - Контрольная работа: Приклади рішення задач з економетрії

Из системы (2.57) в случае ее совместности можно определить коэффициенты , после чего приближенное решение краевой задачи дается формулой (2.55).

Пример .Методом коллокации и методом сеток решить краевую задачу

(2.58)

1. Метод коллокаций.