Файл: Решение Сначала построим график функции и определим интервалы нахождении корней уравнения.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 46

Скачиваний: 1

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

Для удобства представим результаты в виде таблицы

i

xi

yi

0

0

1

1

0,1

1

2

0,2

0,9992

3

0,3

0,996

4

0,4

0,9872

5

0,5

0,9689

6

0,6

0,9359

7

0,7

0,8823

8

0,8

0,8021

9

0,9

0,6895

10

1

0,5403



5. Применяя методы Эйлера и Рунге–Кутта решить уравнения (а), (б) (число шагов для каждого уравнения n = 15).

а)







Решение:

Метод Эйлера:



Т.к. и , то:



- отрезок.

Оформим в таблице:

i

xi

yi

y'

0

0,6

0,5

1,597450064

1

0,7

0,659745006

1,695561823

2

0,8

0,829301189

1,792990445

3

0,9

1,008600233

1,889637595

4

1

1,197563993

1,985401378

5

1,1

1,39610413

2,080176996

6

1,2

1,60412183

2,173857493

7

1,3

1,821507579

2,266334589

8

1,4

2,048141038

2,357499591

9

1,5

2,283890997

2,447244394

10

1,6

2,528615437

2,535462544

11

1,7

2,782161691

2,622050369

12

1,8

3,044366728

2,706908163

13

1,9

3,315057544

2,789941405

14

2

3,594051685

2,871062004

15

2,1

3,881157885






Метод Рунге-Кутта:

i

h

xi

yi

f(xi, yi)

k1

f(xi+h/2, yi+k1/2)

k2

f(xi+h/2, yi+k2/2)

k3

f(xi+h, yi+k3)

k4

dyi

0

0,1

0,6

0,5000

1,5975

0,1597

1,6328

0,1633

1,6465

0,1647

1,6955

0,1695

0,1370

1

0,1

0,7

0,6370

1,6959

0,1696

1,7276

0,1728

1,7447

0,1745

1,7933

0,1793

0,1451

2

0,1

0,8

0,7821

1,7938

0,1794

1,8214

0,1821

1,8422

0,1842

1,8905

0,1890

0,1532

3

0,1

0,9

0,9353

1,8911

0,1891

1,9141

0,1914

1,9392

0,1939

1,9870

0,1987

0,1612

4

0,1

1

1,0964

1,9878

0,1988

2,0057

0,2006

2,0354

0,2035

2,0828

0,2083

0,1691

5

0,1

1,1

1,2655

2,0837

0,2084

2,0962

0,2096

2,1309

0,2131

2,1778

0,2178

0,1770

6

0,1

1,2

1,4425

2,1788

0,2179

2,1853

0,2185

2,2255

0,2226

2,2718

0,2272

0,1848

7

0,1

1,3

1,6273

2,2731

0,2273

2,2731

0,2273

2,3192

0,2319

2,3649

0,2365

0,1925

8

0,1

1,4

1,8198

2,3664

0,2366

2,3594

0,2359

2,4119

0,2412

2,4570

0,2457

0,2001

9

0,1

1,5

2,0199

2,4587

0,2459

2,4442

0,2444

2,5035

0,2504

2,5479

0,2548

0,2076

10

0,1

1,6

2,2276

2,5498

0,2550

2,5274

0,2527

2,5940

0,2594

2,6375

0,2638

0,2150

11

0,1

1,7

2,4426

2,6397

0,2640

2,6090

0,2609

2,6832

0,2683

2,7259

0,2726

0,2224

12

0,1

1,8

2,6649

2,7284

0,2728

2,6889

0,2689

2,7711

0,2771

2,8130

0,2813

0,2295

13

0,1

1,9

2,8945

2,8157

0,2816

2,7670

0,2767

2,8576

0,2858

2,8986

0,2899

0,2366

14

0,1

2

3,1311

2,9016

0,2902

2,8433

0,2843

2,9426

0,2943

2,9826

0,2983

0,2435

15

0,1

2,1

3,3746






























б)







Решение:

Метод Эйлера:



Т.к. и , то:



- отрезок.

Оформим в таблице:

i

xi

yi

y'

0

0

0

0,5

1

0,1

0,05

0,646923195

2

0,2

0,114692319

0,771259079

3

0,3

0,191818227

0,869976625

4

0,4

0,27881589

0,938051533

5

0,5

0,372621043

0,971305987

6

0,6

0,469751642

0,969018136

7

0,7

0,566653455

0,935182257

8

0,8

0,660171681

0,877927051

9

0,9

0,747964386

0,807450313

10

1

0,828709418

0,733503561

11

1,1

0,902059774

0,663508191

12

1,2

0,968410593

0,601834859

13

1,3

1,028594079

0,550108221

14

1,4

1,083604901

0,508041911

15

1,5

1,134409092






Метод Рунге-Кутта:

i

h

xi

yi

f(xi, yi)

k1

f(xi+h/2, yi+k1/2)

k2

f(xi+h/2, yi+k2/2)

k3

f(xi+h, yi+k3)

k4

dyi

0

0,1

0

0,5000

-0,2806

-0,0281

-0,1483

-0,0148

-0,1635

-0,0163

-0,0434

-0,0043

-0,0133

1

0,1

0,1

0,4867

-0,0503

-0,0050

0,0547

0,0055

0,0427

0,0043

0,1382

0,0138

0,0038

2

0,1

0,2

0,4905

0,1393

0,0139

0,2220

0,0222

0,2123

0,0212

0,2871

0,0287

0,0179

3

0,1

0,3

0,5084

0,2950

0,0295

0,3582

0,0358

0,3506

0,0351

0,4069

0,0407

0,0294

4

0,1

0,4

0,5377

0,4210

0,0421

0,4666

0,0467

0,4609

0,0461

0,5003

0,0500

0,0385

5

0,1

0,5

0,5762

0,5201

0,0520

0,5496

0,0550

0,5456

0,0546

0,5696

0,0570

0,0455

6

0,1

0,6

0,6217

0,5946

0,0595

0,6094

0,0609

0,6073

0,0607

0,6172

0,0617

0,0506

7

0,1

0,7

0,6723

0,6470

0,0647

0,6485

0,0648

0,6482

0,0648

0,6457

0,0646

0,0540

8

0,1

0,8

0,7263

0,6799

0,0680

0,6697

0,0670

0,6714

0,0671

0,6582

0,0658

0,0558

9

0,1

0,9

0,7821

0,6960

0,0696

0,6762

0,0676

0,6796

0,0680

0,6578

0,0658

0,0565

10

0,1

1

0,8386

0,6987

0,0699

0,6712

0,0671

0,6762

0,0676

0,6477

0,0648

0,0562

11

0,1

1,1

0,8948

0,6909

0,0691

0,6577

0,0658

0,6642

0,0664

0,6308

0,0631

0,0551

12

0,1

1,2

0,9499

0,6757

0,0676

0,6386

0,0639

0,6462

0,0646

0,6096

0,0610

0,0536

13

0,1

1,3

1,0035

0,6557

0,0656

0,6161

0,0616

0,6246

0,0625

0,5862

0,0586

0,0518

14

0,1

1,4

1,0553

0,6330

0,0633

0,5922

0,0592

0,6013

0,0601

0,5621

0,0562

0,0498

15

0,1

1,5

1,1051