1:用Euler法、隐式Euler法、梯形法及改进Euler法求解 ,取,计算到,并与精确解比较.
2:用改进的欧拉法(预报-校正公式)求解初值问题,取步长h=0.2,计算 y(1.2),y(1.4)的近似值,小数点后至少保留5位。
3:写出用四阶龙格-库塔法求解初值问题的计算公式,取步长h=0.2计算y(0.4)的近似值。至少保留四位小数。
解:由于,,
Euler法:
时,.
隐式Euler法:
解出
当时,
梯形法:
改进Euler法:
即
精确解:,(梯形法效果最好,改进Euler较好:具有相同的误差数量级,其它不好!)
2: 用改进的欧拉法(预报-校正公式)求解初值问题,取步长h=0.2,计算 y(1.2),y(1.4)的近似值,小数点后至少保留5位。
解 步长h=0.2, 此时f(x,y)=-y-y2sinx
欧拉预报-校正公式为:
有迭代公式:
当=0,x0=1, y0=1时,x1=1.2,有
当=1,x1=1.2, y1=0.71549时,x2=1.4,有
=0.52608
解 此处f(x,y)=8-3y, 四阶龙格-库塔法公式为
其中 k1=f(xk,yk);k2=f(xn+h,yk+hk1);k3=f(xk+h,yn+hk2);k4=f(xk+h,yk+hk3)
本例计算公式为:
其中 k1=8-3 yk;k2=5.6-2.1 yk;k3=6.32-2.37yk; k4=4.208+1.578yk
当x0=0,y0==2,
进入上机实验