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知识点五:算法的数值稳定性


内容导入

微分方程的数值解法是通过离散化将微分方程转化为差分方程(代数方程)来求解的,而在差分方程的求解过程中,存在着各种计算误差,这些计算误差如舍入误差等引起的扰动,在误差传播过程中,可能会大量积累,以至于“淹没”了差分方程的真解。

教师解析

内容简介

算法的稳定性:当在某节点上的值有大小为δ的扰动时,如果在其以后的各节点上的值产生的偏差都不大于δ,则称这种方法是稳定的。

(1) 阿达姆斯隐式方法的稳定区域都比同阶的显示方法的大,只是隐式方法最大的优点;

(2) 越大(即步数、阶数越大)时稳定区域就越小,只有隐式欧拉方法才是绝对稳定的。

算法的收敛性:微分方程在离散为差分方程来求解,当步长时,存在着差分方程的解能否收敛到微分方程的准确解的问题。对于任意节点,当(同时)时,都能趋向于准确解的算法,称为是收敛的,否则称为不收敛。

边学边练

练习题 分别用二阶Adams显式和隐式格式解下列初值问题:

计算并与准确解相比较。

 

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