欧拉方法的出发点为离散化和取泰勒展开式近似值。
对于初值问题,先将其离散化,即把
作
等分,得各离散节点
,式中,
。
设为方程的解,则
在点
处的泰勒展开式为
。当
有界且
充分小时,可忽略高阶无穷小量
,将上式写成
或
。
若将和
的近似值分别记为
,这就是欧拉(Euler)公式,又称欧拉一步格式。
用向后差商表示的两点数值微分公式得到后欧拉格式。用中心差商表示的三点数值微分公式得到两步欧拉格式。预测—校正方法称为改进的欧拉格式。
练习题1 用欧拉格式计算初值问题
的解函数
在
时的近似值(取步长
保留到小数点后4位)。
练习题2 用改进的Euler格式计算积分在
时的近似值(保留到小数点后6位)。