Решение краевой задачи для линейного
, , .
, .
Оценка погрешности.Оценка погрешности метода Рунге – Кутта затруднительна. Грубую оценку погрешности дает правило Рунге. Так как метод Рунге – Кутта имеет четвертый порядок точности, т. е.
, то оценка погрешности примет вид:
.
Используя правило Рунге, можно построить процедуру приближенного вычисления решения задачи Коши методом Рунге – Кутта четвертого порядка точности с заданной точностью
. Нужно, начав вычисления с некоторого значения шага
, последовательно уменьшать это значение в два раза, каждый раз вычисляя приближенное значение
. Вычисления прекращаются тогда, когда будет выполнено условие:
.
Приближенным решением будут значения
.
Пример 4.Методом Рунге-Кутта четвертого порядка точности найдем решение на отрезке
следующей задачи Коши
.
Возьмем шаг
. Тогда
.
Расчетные формулы имеют вид:
,
,
,
Задача имеет точное решение:
, поэтому погрешность определяется как абсолютная величина разности между точными и приближенными значениями
.
Найденные приближенные значения решения
и их погрешности
представлены в таблице 9.
Таблица 9
|
|
|
|
|
|
| 0,6 | 1,43333 |
| |||
| 0,1 | 1,01005 | 10-9 | 0,7 | 1,63232 |
|
| 0,2 | 1,04081 |
| 0,8 | 1,89648 |
|
| 0,3 | 1,09417 |
| 0,9 | 2,2479 |
|
| 0,4 | 1,17351 |
| 2,71827 |
| |
| 0,5 | 1,28403 |
|