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文檔簡介

1、- 常分方程數值解法試題一及答案-1用歐拉法解初值問題,取步長h=0.2.計算過程保留4位小數。解:h=0.2, f(x)=yxy2.首先建立歐拉迭代公式 當k=0,x1=0.2時,已知x0=0,y0=1,有y(0.2)»y1=0.2×1(40×1)0.800 0當k1,x2=0.4時,已知x1=0.2, y1=0.8,有y(0.4)»y2=0.2×0.8×(40.2×0.8)0.614 4當k=2,x3=0.6時,已知x2=0.4,y2=0.614 4,有y(0.6)»y3=0.2×0.614 4

2、15;(40.4×0.4613)0.800 02對于初值問題試用(1)歐拉法;(2)歐拉預報校正公式;(3)四階龍格庫塔法分別計算y(0.2),y(0.4)的近似值.3證明求解初值問題的梯形公式是 yk+1=yk+, h=xk+1xk (k=0,1,2,n1), 4將下列方程化為一階方程組 (1) (2) (3)5取步長h = 0.2再用四階龍格庫塔方法解初值并用前題比較結果。6下列各題先用龍格庫塔法求表頭,然后用阿當姆斯法繼續求以后各值(1)(2)7試確定公式中的系數,使之成為一個四階方法8. ,并求滿足初始條件:x=0,y=1的特解. 解:對原式進行變量分離得9. 并求滿足初始條

3、件:x=0,y=1的特解.解:對原式進行變量分離得:- 常分方程數值解法試題二及答案-1用歐拉預報校正公式求解初值問題,取步長h=0.2,計算 y(0.2),y(0.4)的近似值,計算過程保留5位小數.l解:步長h=0.2, 此時f(x,y)=yy2sinx.歐拉預報校正公式為:有迭代公式: 當k=0,x0=1, y0=1時,x1=1.2,有當k=1,x1=1.2, y1=0.71549時,x2=1.4,有=0.52608 2試寫出用歐拉預報校正公式求解初值問題的計算公式,并取步長h=0.1,求y(0.2)的近似值.要求迭代誤差不超過105.3證明求解初值問題的梯形公式是 yk+1=yk+,

4、h=xk+1xk (k=0,1,2,n1), 4求出梯形格式的絕對穩定性區域5取步長h = 0.2再用四階龍格庫塔方法解初值并用前題比較結果。6用差分法求方程的數值解(h = 0.2)7 解:原式可化為:- 常分方程數值解法試題三及答案-1寫出用四階龍格庫塔法求解初值問題的計算公式,取步長h=0.2計算y(0.4)的近似值.計算過程保留4位小數.解:此處f(x,y)=83y, 四階龍格庫塔法公式為 其中 k1=f(xk,yk);k2=f(xn+h,yk+hk1);k3=f(xk+h,yn+hk2);k4=f(xk+h,yk+hk3)本例計算公式為: 其中 k1=83 yk;k2=5.62.1

5、yk;k3=6.322.37yk; k4=4.2081.578yk當x0=0,y0=2,2對于初值問題試用(1)歐拉法;(2)歐拉預報校正公式;(3)四階龍格庫塔法分別計算y(0.2),y(0.4)的近似值.3用法解初值問題,證明:其截斷誤差為,這里,是法的近似解.4求出梯形格式的絕對穩定性區域5取步長h = 0.2再用四階龍格庫塔方法解初值并用前題比較結果。6用差分法求方程的數值解(h = 0.2)7試確定公式中的系數,使之成為一個四階方法8.9.- 常分方程數值解法試題四及答案-1設初值問題,證明用梯形公式求解該問題的近似解為 證明:解初值問題的梯形公式為(k=0,1,2,n1)整理成顯式

6、( k=0,1,2,n1)用k=n,n1,n2,1,0反復代入上式,得到2試寫出用歐拉預報校正公式求解初值問題的計算公式,并取步長h=0.1,求y(0.2)的近似值.要求迭代誤差不超過105.3將下列方程化為一階方程組 (1) (2) (3)4取步長h = 0.2用四階龍格庫塔方法解5求出梯形格式的絕對穩定性區域6用經典的四階公式解初值問題 取.7用二階展開法求初值問題 的解在時的近似值(取步長,小數點后至少保留5位).89解: ,這是齊次方程,令- 常分方程數值解法試題五及答案-1 選擇填空題:1取步長h=0.1, 用歐拉法求解初值問題的計算公式是 答案:解答:歐拉法的公式 此處,迭代公式為

7、2對于初值問題試用(1)歐拉法;(2)歐拉預報校正公式;(3)四階龍格庫塔法分別計算y(0.2),y(0.4)的近似值.3證明求解初值問題的梯形公式是 yk+1=yk+, h=xk+1xk (k=0,1,2,n1), 4用法解初值問題,證明:其截斷誤差為,這里,是法的近似解.5用改進的Euler公式求解初值問題,證明其近似解為,并證明當時,它收斂于原初值問題的準確解6取步長h = 0.2用四階龍格庫塔方法解7用四步顯式公式求解初值問題 取步長.小數點后至少保留六位.8. 解:原方程化為 令方程組則有令當當另外 9.- 常分方程數值解法試題六及答案-1改進歐拉法的平均形式公式是( )(A) (B

8、) (C) (D)2試寫出用歐拉預報校正公式求解初值問題的計算公式,并取步長h=0.1,求y(0.2)的近似值.要求迭代誤差不超過105.3試證線性二步法當時方法為二階,當時方法為三階4取步長h = 0.2用四階龍格庫塔方法解5用差分法求方程的數值解(h = 0.2)6用四步顯式公式求解初值問題 取步長.小數點后至少保留六位.7用經典的四階公式解初值問題 取.8. 已知f(x).解:設f(x)=y, 則原方程化為 兩邊求導得9.求具有性質 x(t+s)=的函數x(t),已知x(0)存在。解:令t=s=0 x(0)= 若x(0)0 得x=-1矛盾。所以x(0)=0. x(t)=) 兩邊積分得ar

9、ctg x(t)=x(0)t+c 所以x(t)=tgx(0)t+c 當t=0時 x(0)=0 故c=0 所以x(t)=tgx(0)t- 常分方程數值解法試題七及答案-1求解初值問題歐拉法的局部截斷誤差是( ); 改進歐拉法的局部截斷誤差是( ); 四階龍格庫塔法的局部截斷誤差是( )(A)O(h2) (B)O(h3) (C)O(h4) (D)O(h5)2用平均形式改進歐拉法公式求解初值問題在x=0.2,0.4,0.6處的近似值.3將下列方程化為一階方程組 (1) (2) (3)4取步長h = 0.1用改進歐拉法解初值問題試將計算結果與準確解相比較。5試建立求解初值問題 的如下數值解法 其中,(

10、)6用四步顯式公式求解初值問題 取步長.小數點后至少保留六位.- 常分方程數值解法試題八及答案-1改進歐拉預報校正公式是 改進歐拉法平均形式公式為yp= , yc= ,yk+1= 試說明它們是同一個公式.2用平均形式改進歐拉法公式求解初值問題在x=0.2,0.4,0.6處的近似值.3試證線性二步法當時方法為二階,當時方法為三階4取步長h = 0.1用改進歐拉法解初值問題試將計算結果與準確解相比較。5下列各題先用龍格庫塔法求表頭,然后用阿當姆斯法繼續求以后各值(1)(2)6求方程的數值解(取h = 0.2)。7試建立求解初值問題 的如下數值解法 其中,()- 常分方程數值解法試題九及答案-1設四

11、階龍格庫塔法公式為 其中 k1=f(xk,yk);k2=f(xn+h,yk+hk1);k3=f(xk+h,yn+hk2);k4=f(xk+h,yk+hk3)取步長h=0.3,用四階龍格庫塔法求解初值問題的計算公式是 .2用法解初值問題,證明:其截斷誤差為,這里,是法的近似解.3取步長h = 0.1用改進歐拉法解初值問題試將計算結果與準確解相比較。4用改進的Euler公式求解初值問題,證明其近似解為,并證明當時,它收斂于原初值問題的準確解5求方程的數值解(取h = 0.2)。6試建立求解初值問題 的如下數值解法 其中,()7用二階展開法求初值問題 的解在時的近似值(取步長,小數點后至少保留5位).- 常分方程數值解法試題十及答案-1用歐拉法解初值問題,取步長h=0.2.計算過程保留4位小數。解:h=0.2, f(x)=yxy2.首先建立歐拉迭代公式 當k=0,x1=0.2時,已知x0=0,y0=1,有y(0.2)»y1=0.2×1(40×1)0.800 0當k1,x2=0.4時,已知x1=0.2, y1=0.8,有y(0.4)»y2=0.2×0.8×(40.2×0.8)0.614 4當k=2,x3=0.6時,已知x2=0.4,y2=0.614 4,有y(0.6)»y3=0.2

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