Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Обыкновенные дифференциальные уравнения

Содержание

Обыкновенными дифференциальными уравнениями называются такие уравнения, которые содержат одну или несколько производных от искомой функций у = у(х). Их можно записать в виде где х — независимая переменная.
ОБЫКНОВЕННЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ.Задача Коши. Обыкновенными дифференциальными уравнениями называются такие уравнения, которые содержат одну или несколько производных Наивысший порядок n входящей в уравнение (1) производной называется порядком дифференциального уравнения. Решением дифференциального уравнения (1) называется всякая п раз дифференцируемая функция Общее решение обыкновенного дифференциального уравнения n-го порядка (1) содержит n произвольных постоянных задача Коши (дополнительные условия задаются в одной точке) краевая задача (дополнительные условия Пример: Решение задачи Коши. сущность метода конечных разностей. состоит в следующем: 1. область 2. Искомая функция непрерывного аргумента приближенно заменяется функцией дискретного аргумента на заданной Такая замена дифференциального уравнения разностным называется его аппроксимацией на сетке (или разностной Метод Эйлера. Рассмотрим уравнение 1. выбирается достаточно малый шаг   и строится   система равноотстоящих точек2. Вычисляются При этом искомая интегральная кривая проходящая через точку Для оценки погрешности на практике пользуются двойным просчетом: с шагом h и Рассмотрим систему двух уравнений первого порядкас начальными условиями Приближенные значения вычисляются для этой системы по формулам Модификации метода Эйлера. 1) Метод Эйлера-Коши Оценка погрешности в точке    , полученная с помощью двойного 2) другая модификация метода Эйлера заключается в итерационном уточнении значения Далее строится итерационный процессИтерации продолжают до тех пор, пока для двух последовательных Как правило, при достаточно малом h итерации быстро сходятся. Если после трех-четырех Метод Рунге-Кутта.Рассмотрим уравнение Если известно значение    в точке    , Оценку погрешности метода можно получить с помощью двойного просчета по формуле
Слайды презентации

Слайд 2 Обыкновенными дифференциальными уравнениями называются такие уравнения, которые содержат

Обыкновенными дифференциальными уравнениями называются такие уравнения, которые содержат одну или несколько

одну или несколько производных от искомой функций у =

у(х).

Их можно записать в виде


где х — независимая переменная.

Слайд 3
Наивысший порядок n входящей в уравнение (1) производной

Наивысший порядок n входящей в уравнение (1) производной называется порядком дифференциального уравнения.

называется порядком дифференциального уравнения.


Слайд 4
Решением дифференциального уравнения (1) называется всякая п раз

Решением дифференциального уравнения (1) называется всякая п раз дифференцируемая функция

дифференцируемая функция

, которая после ее подстановки в уравнение превращает его в тождество.

Слайд 5 Общее решение обыкновенного дифференциального уравнения n-го порядка (1)

Общее решение обыкновенного дифференциального уравнения n-го порядка (1) содержит n произвольных

содержит n произвольных постоянных C1, С2, ... , Сn:





Частное решение дифференциального уравнения получается из общего, если произвольным постоянным придать определенные значения.

Слайд 6
задача Коши (дополнительные условия задаются в одной точке)

задача Коши (дополнительные условия задаются в одной точке) краевая задача (дополнительные




краевая задача (дополнительные условия задаются в более чем одной

точке)

Слайд 7 Пример:





Пример:

Слайд 8 Решение задачи Коши.

сущность метода конечных разностей. состоит

Решение задачи Коши. сущность метода конечных разностей. состоит в следующем: 1.

в следующем:

1. область непрерывного изменения аргумента (например, отрезок)

заменяется дискретным множеством точек - узлами. Эти узлы составляют разностную сетку.

Слайд 9 2. Искомая функция непрерывного аргумента приближенно заменяется функцией

2. Искомая функция непрерывного аргумента приближенно заменяется функцией дискретного аргумента на

дискретного аргумента на заданной сетке (сеточной функцией).

3. Исходное дифференциальное

уравнение заменяется разностным уравнением относительно сеточной функции.

Слайд 10 Такая замена дифференциального уравнения разностным называется его аппроксимацией

Такая замена дифференциального уравнения разностным называется его аппроксимацией на сетке (или

на сетке (или разностной аппроксимацией).

Таким образом, решение дифференциального

уравнения сводится к отысканию значений сеточной функции в узлах сетки.

Слайд 11
Метод Эйлера.

Рассмотрим уравнение

Метод Эйлера. Рассмотрим уравнение



с начальным условием

для определенности будем считать, что решение нужно получить для значений х > x0.

Слайд 12
1. выбирается достаточно малый шаг и

1. выбирается достаточно малый шаг  и строится  система равноотстоящих точек2. Вычисляются

строится

система равноотстоящих точек

2. Вычисляются



Слайд 13 При этом искомая интегральная кривая проходящая через точку

При этом искомая интегральная кривая проходящая через точку

заменяется

ломанной с вершинами .









Слайд 14 Для оценки погрешности на практике пользуются двойным просчетом:

Для оценки погрешности на практике пользуются двойным просчетом: с шагом h

с шагом h и шагом h/2.

Погрешность более точного значения

(при шаге h/2) оценивают приближенно так:


где - значение точного решения уравнения при
,
-приближенное значение полученное при вычислениях с шагом h .

- приближенное значение полученное с шагом h/2.


Слайд 15
Рассмотрим систему двух уравнений первого порядка



с начальными

Рассмотрим систему двух уравнений первого порядкас начальными условиями

условиями


Слайд 16
Приближенные значения вычисляются для этой системы по формулам

Приближенные значения вычисляются для этой системы по формулам

Слайд 17
Модификации метода Эйлера.
1) Метод Эйлера-Коши

Модификации метода Эйлера. 1) Метод Эйлера-Коши

Слайд 18 Оценка погрешности в точке ,

Оценка погрешности в точке  , полученная с помощью двойного пересчета,

полученная с помощью двойного пересчета, имеет вид:


где

- значение точного решения уравнения при
,
-приближенное значение полученное при вычислениях с шагом h .

- приближенное значение полученное с шагом h/2.


Слайд 19
2) другая модификация метода Эйлера заключается в итерационном

2) другая модификация метода Эйлера заключается в итерационном уточнении значения

уточнении значения на каждом шаге.

В

качестве нулевого приближения берут

Слайд 20
Далее строится итерационный процесс


Итерации продолжают до тех пор,

Далее строится итерационный процессИтерации продолжают до тех пор, пока для двух

пока для двух последовательных приближений не будет выполнено условие


Слайд 21
Как правило, при достаточно малом h итерации быстро

Как правило, при достаточно малом h итерации быстро сходятся. Если после

сходятся.

Если после трех-четырех итераций не произошло совпадение нужного

числа десятичных знаков, то следует уменьшить шаг расчета h.

Слайд 22
Метод Рунге-Кутта.

Рассмотрим уравнение

Метод Рунге-Кутта.Рассмотрим уравнение        с начальным условием



с начальным условием



Слайд 23
Если известно значение в точке

Если известно значение  в точке  , то вычисление приближенного

, то вычисление приближенного значения

в следующей точке производится по формулам:

  • Имя файла: obyknovennye-differentsialnye-uravneniya.pptx
  • Количество просмотров: 96
  • Количество скачиваний: 0