Metody numeryczne w fizyce
FZP002934wcL
rok akademicki 2018/19 semestr letni
Wykład 3
Karol Tarnowski
[email protected]
A-1 p. 411B
• Zagadnienie początkowe
• Metody adaptacyjne Rungego-Kutty
Plan wykładu
Typowe zagadnienie początkowe opisane jest równaniem
W zagadnieniu początkowym może występować więcej zmiennych
Zagadnienie początkowe
, , 0 0 . df g t f f t f dt
, , 0 0 .
d t t
dt
f g f f f
Metoda Rungego-Kutty rzędu czwartego
½
0 ½
0 0 1
1/6 1/3 1/3 1/6
1 2 3 4
1
2 1
3 2
4 3
1 2 2
6 ,
1 1
2 , 2
1 1
2 , 2
,
f t h f t k k k k
k hg t f t
k hg t h f t k
k hg t h f t k
k hg t h f t k
Metoda Rungego-Kutty rzędu czwartego
5
ˆ 2 2 5
f t h f t h Ch f t h f t h C h
ˆ 15 5
0 f t h f t h 16 Ch
5 16 ˆ ˆ
Ch 15 f t h f t h f t h f t h
Metody adaptacyjne Rungego-Kutty
Metoda Rungego-Kutty-Fehlberga
Liczba obliczonych wartości funkcji 1 2 3 4 5 6 7 8
Maksymalny rząd metody 1 2 3 4 4 5 6 6
6
1 6
1
1 1
1 1
ˆ :
:
: ,
i i i
i i i
i i
i ij ij j
j j
f t h f t k
f t h f t k
k hg t h f t k
Metody adaptacyjne Rungego-Kutty
Metoda Rungego-Kutty-Fehlberga
i
i
i-
id
i1d
i2d
i3d
i4d
i51 16
135
1 360
2 0 0 1
4 3 6656
12825 − 128 4275
3 32
9 32 4 28561
56430 − 2197 75240
1932
21967 − 7200 2197
7296 2197 5 − 9
50
1 50
439
216 −8 3680
513 − 845 4104
6 2
55
2
55 − 8
27 2 − 3544
2565
1859
4104 − 11
40
Metody adaptacyjne Rungego-Kutty
Metoda Rungego-Kutty-Fehlberga
6
1
5
: ˆ
/128
i i i
i
e f t h f t h k
e
e Ch
e
Metody adaptacyjne Rungego-Kutty
ode23 Bogacki-Shampine
i
i
id
i1d
i2d
i31 2
9
7 24
2 1
3
1 4
1 2
3 4
9
1
3 0 3
4
4 0 1
8
2 9
1 3
4 9
4
1 4
1
1 1
1 1
ˆ :
:
: ,
i i i
i i i
i i
i ij ij j
j j
f t h f t k
f t h f t k
k hg t h d f t d k