ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.12.2021

Просмотров: 2283

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

86

C

i

1

j

1

a

b

x

K x

( )

V2 j x

(

)

x

K x

( )

d
d

V1 j x

(

)

x

( )

V j x

(

)

W i x

(

)

d



 

i

1 n





 

D1

i

1

a

b

x

f x

( )

V

0

x

(

)

(

)

W i x

(

)

d



 

Приведем

 

систему

 

к

 

виду

 

t

H

d
d

A1 H

B1

 

с

 

начальными

 

условиями

 

H

0

( )

D2 

A1

A

1

C



                

B1

A

1

B



               

D2

A

1

D1



 

Найдем

 

решение

 

получившейся

 

системы

 

дифференциальных

 

уравнений

H

D2



 

D t H

(

)

A1 H

B1



 

Y

rkfixed H

0

T

100

D

(

)



 

Следовательно

при

 t=T 

получим

 

следующие

 

коэффициенты

 

Y

100

k

2.454

1.5038

2.1978

1.7511

0.665

 

Подставив

 

коэффициенты

  Y

100,k

наберите

 

в

 

файле

 

отчета

 

получившееся

 

пробное

 

решение

.

 

Для

 

примера

 

решение

 

имеет

 

вид

  U

(

x

,1)=

U

0

(

x

)+2.454

U

1

(

x

)+ 

+1.504

U

2

(

x

)–2.198

U

3

(

x

)+1.751

U

4

(

x

)–0.665

U

5

(

x

). 

Пробное

 

решение

 U(x) 

для

 n

5

при

 t= T 

имеет

 

вид

 

U x

( )

V

0

x

(

)

1

n

k

V k x

(

)

Y

100 k



 

График

 

пробного

 

решения

 

0

2

2

0

2

U x

( )

x

 

Сравним

 

решения

полученные

 

методом

 

Галеркина

 

и

 

с

 

помощью

 

метода

 

Фурье

 

при

 t=T 


background image

 

87

0

2

0

5

10

4

0.001

UT x T

(

)

U x

( )

x

 

Замените

 

старое

 

значение

 

меры

 

точности

 

11

 

наибольшим

 

значением

 

UT x

( )

U x

( )

 

на

 

отрезке

 [a,b] (

для

 

этого

 

необходимо

 

кликнуть

 

мышью

 

по

 

графику

где

 

в

 

левом

 

верхнем

 

углу

 

появится

 

наибольшее

 

значение

скопировать

 

это

 

значение

 

и

 

заменить

 

на

 

него

 

уже

 

имеющееся

 

ниже

 

значение

 

11

11

5.639 10

4



 

Получим

 

матрицу

 

предыдущего

 (

для

 

4

n

пробного

 

решения

  

AP

submatrix A

0

n

2

0

n

2

(

)



 

CP

submatrix C

0

n

2

0

n

2

(

)



 

D1P

submatrix D1

0

n

2

0

0

(

)



 

A1P

AP

1

CP



 

HP

AP

1

D1P



 

D t HP

(

)

A1P HP



 

YP

rkfixed HP

0

T

100

D

(

)



 

Следовательно

предыдущее

 

пробное

 

решение

 U(x) 

для

 n

5

 

имеет

 

вид

 

UP x

( )

V

0

x

(

)

1

n

1

k

V k x

(

)

YP

100 k



 

C

равним

 

полученные

 

решения

 

для

 n

5

 

и

 

4

n

 

при

 t=T 

0

2

0

0.005

0.01

U x

( )

UP x

( )

x

 

Замените

 

старое

 

значение

 

меры

 

точности

 

21

 

наибольшим

 

значением

 

U x

( )

UP x

( )

 

на

 

отрезке

 [a,b]

 

21

7.272 10

3



 

Найдем

 

невязки

 

полученного

 

пробного

 

решения


background image

 

88

При

 t=T 

получим

 

невязку

 



)

(

)

,

0

(

)

(

)

,

0

(

1

)

(

)

,

0

(

2

)

(

)

,

(

)

(

)

,

(

1

)

(

)

,

(

2

)

(

1

)

,

(

:

)

(

1

,

100

1

1

1

,

100

1

,

1

x

g

x

V

x

x

V

x

K

dx

d

x

V

x

K

Y

x

k

V

x

x

k

V

x

K

dx

d

x

k

V

x

K

Y

A

x

k

V

x

R

k

n

k

n

k

n

z

z

z

k

 

0

2

0

0.01

0.02

R1 x

( )

x

 

Замените

 

старое

 

значение

 

меры

 

точности

 

31

 

наибольшим

 

значением

 

R1 x

( )

 

на

 

отрезке

 [a,b] 

31

0.019



 

При

 t=0 

получим

 

невязку

 

R2 x

( )

V

0

x

(

)

f x

( )

1

n

k

D2

k

1

V k x

(

)



 

0

2

0

1

10

12

2

10

12

R2 x

( )

x

 

Замените

 

старое

 

значение

 

меры

 

точности

 

41

 

наибольшим

 

значением

 

R2 x

( )

 

на

 

отрезке

 [a,b] 

41

1.871 10

12



 

 
2. 

Введите

 

систему

 

пробных

 

и

 

поверочных

 

функций

  (

для

 

примера

 

в

 

качестве

 

пробных

 

функций

 

возьмем

 

функции

 

пункта

 1, 

а

 

поверочными

 

функциями

 

возьмем

 

многочлены

 

Лежандра

): 

V k x

(

)

if k

0

V0 k x

(

)

VV

k

1

b0 a2

b

b2 a0

a

a0 b0

b

a

(

)

b2 a0

b0 a2

(

)

x

a0 b0

b

a

(

)



 

k

1

n





 


background image

 

89

V1 k x

(

)

if k

0

x

a

(

)

k

x

b

(

)

k

x

a

(

)

k

1

VV

k

1

b2 a0

b0 a2

a0 b0

b

a

(

)



 

V2 k x

(

)

if k

0

if k

1

2 k

x

a

(

)

k

1

x

b

(

)

k

k

1

(

)

x

a

(

)

k

2

VV

k

1

2

VV

k

1

0



 

P k t

(

)

if k

0

1

2

k

k

k

t

t

2

1

k

d

d

k

1











 

W k x

(

)

P k

1

2

b

a

x

a

b

2









a

b

x

P k

1

2

b

a

x

a

b

2













2

d



 

Найдем

 

коэффициенты

 

системы

 

дифференциальных

 

уравнений

 

A

t

H

d
d

C H

B

 

для

 

отыскания

 

функций

  H

k

(t) 

с

 

начальными

 

условиями

 

A H

0

( )

D1  

i

1

n





 

B

i

1

a

b

x

K x

( )

V2

0

x

(

)

x

K x

( )

V1

0

x

(

)

d
d

x

( )

V

0

x

(

)

g x

( )

W i x

(

)

d



 

i

1 n





           

j

1 n





 

A

i

1

j

1

a

b

x

V j x

(

)

W i x

(

)

d



 

C

i

1

j

1

a

b

x

K x

( )

V2 j x

(

)

x

K x

( )

d
d

V1 j x

(

)

x

( )

V j x

(

)

W i x

(

)

d



 

i

1 n





 

D1

i

1

a

b

x

f x

( )

V

0

x

(

)

(

)

W i x

(

)

d



 

Приведем

 

систему

 

к

 

виду

 

t

H

d
d

A1 H

B1

 

с

 

начальными

 

условиями

 H

0

( )

D2 

A1

A

1

C



 

B1

A

1

B



 

D2

A

1

D1



 


background image

 

90

Найдем

 

решение

 

получившейся

 

системы

 

дифференциальных

 

уравнений

H

D2



 

D t H

(

)

A1 H

B1



 

Y

rkfixed H

0

T

100

D

(

)



 

Следовательно

при

 t=T 

получим

 

следующие

 

коэффициенты

 

Y

100

k

2.4678

1.4224

2.0088

1.5563

0.591

 

Подставив

 

коэффициенты

  Y

100,k

наберите

 

в

 

файле

 

отчета

 

получившееся

 

пробное

 

решение

Для

 

примера

 

решение

 

имеет

 

вид

  U

(

x

,1)=

U

0

(

x

)+2.4678

U

1

(

x

)+ 

+1.4224

U

2

(

x

)–2.0088

U

3

(

x

)+1.5563

U

4

(

x

)–0.591

U

5

(

x

).  

Пробное

 

решение

 U(x) 

для

 n

5

при

 t= T 

имеет

 

вид

 

U x

( )

V

0

x

(

)

1

n

k

V k x

(

)

Y

100 k



 

График

 

пробного

 

решения

 

0

2

2

0

2

U x

( )

x

 

Сравним

 

решения

полученные

 

методом

 

Галеркина

 

и

 

с

 

помощью

 

метода

 

Фурье

 

при

 t=T 

0

2

0

5

10

4

0.001

0.0015

UT x T

(

)

U x

( )

x

 

Замените

 

старое

 

значение

 

меры

 

точности

 

12

 

наибольшим

 

значением

 

UT x

( )

U x

( )

 

на

 

отрезке

 [a,b]

 

12

1.072 10

3

