常微分方程数值解
1 将下列方程化为一阶方程组
(1)
?
?
?
=′=
=+′?′′
;1)0(,1)0(
034
yy
yyy
(2)
?
?
?
=′=
=+′?′′
;0)1(,1)1(
22
32
yy
Inxxyyxyx
(3)
?
?
?
=′′?=′=
′=′′′
;2)0(,1)0(,1)0(
6
2
yyy
yyy
2 用Euler法解初值问题证明:其截断误差
?
?
?
=
+=′
0)0(y
baxy
( )-y
n
x
2
2
1
)( anhy
n
=
这里是Euler法的近似解,而有y(x)=
nn
ynhx ,= bxax +
2
2
1
为原初值问题的精确解
3 证明定理8.1.3
4用梯形法解初值问题证明:其近似解
?
?
?
=
=+′
1)0(
0
y
yy
Λ,2,1,0,)
2
2
( =
+
?
= n
h
h
y
n
n
并证明当
时,它收敛于原问题的精确解 0→h
x
ey
?
=
5 利用Taylor展开的方法推导Adams外插四步2的计算公式和Adams内插三步法的
计算公式及相应的误差公式
6 证明隐式Euler法(向后Euler法)是一阶的
7 证明对于任何参数α,下列格式是二阶的:
?
?
?
?
?
?
?
?+?+=
++=
=
++=
+
))1(,)1((
),(
),(
)(
2
1
13
12
1
311
kyhxhfk
kyhxhfk
yxhfk
kkyy
nn
nn
nn
nn
αα
αα
8证明 由)],(),(2),(4[
6
1
111 nnnnnnnn
yxhfyxfyxfhyy +++=
+++
确定的隐式单步法的阶为3