Реферат: Метод конечных разностей или метод сеток

Рассмотрим линейную краевую задачу

(2.24)

(2.25)

,

где , непрерывны на [a ,b ].

Возможно вы искали - Курсовая работа: Дифференциальные уравнения для электрической цепи

Разобьемотрезок [a , b ]на n равных частей длины, или шага

.

Точки разбиения

,

называютсяузлами , а их совокупность – сеткой на отрезке [a ,b ]. Значения в узлах искомой функции и ее производных обозначим соответственно через

Похожий материал - Реферат: Решения смешанной задачи для уравнения гиперболического типа методом сеток

.

Введем обозначения

Заменим производные так называемыми односторонними конечно-разностными отношениями :

(2.26)

Очень интересно - Книга: Числовые ряды

Формулы (2.26) приближенно выражают значения производных во внутренних точках интервала[ a , b ] .

Для граничных точек положим

. (2.27)

Используя формулы (2.26), дифференциальное уравнение (2.24) при , (i = 1, 2,..., n –1) приближенно можно заменить линейной системой уравнений

(2.28)


Вам будет интересно - Реферат: Численные методы решения систем линейных алгебраических уравнений

Кроме того, в силу формул(2.27) краевые условия (2.25) дополнительно дают еще два уравнения:

. (2.29)

Таким образом, получена линейная системаn + 1уравнений сn + 1неизвестными , представляющими собой значения искомой функции в узлах сетки. Система уравнений (2.28), (2.29), заменяющая приближенно дифференциальную краевую задачу(2.24), (2.25)обычно называется разностной схемой . Решить эту систему можно каким-либо общим численным методом. Однако схема (2.28), (2.29) имеет специфический вид и ее можно эффективно решить специальным методом, называемым методом прогонки. Специфичность системы заключается в том, что уравнения ее содержат три соседних неизвестных и матрица этой системы является трехдиагональной.

Преобразуем уравнения (2.28):

. (2.30)

Похожий материал - Курсовая работа: Вычисление характеристических многочленов собственных значений и собственных векторов

Введя обозначения

получим

, (i =0, 1,..., n -2).(2.31)