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文檔簡介
§6.2.2龍格-庫塔方法一、Taylor展開法設(shè)截取有限項作為的近似值,有Taylor公式局部截斷誤差Taylor公式具有p階精度.當p=1時,即為Euler公式.二、龍格-庫塔方法的基本思想
龍格首先提出用n個點處f的函數(shù)值的線性組合來代替y的導數(shù)值,然后按泰勒公式展開,確定其中的系數(shù),以提高精度.Taylor公式需要計算y的各階導數(shù)值,當階數(shù)較高時,求導過程很復雜.【定理4】(二元函數(shù)的泰勒公式)———中點公式———Heun公式———改進的歐拉公式三階Heun公式四階龍格—庫塔公式有:為了分析經(jīng)典R-K公式的計算量和計算精度,將四階經(jīng)典R-K公式與一階顯式Euler公式及二階改進的Euler公式相比較。一般說來,公式的級數(shù)越大,計算右端項f的次數(shù)越多,計算量越大。在同樣步長的情況下,Euler方法每步只計算一個函數(shù)值,而經(jīng)典方法要計算4個函數(shù)值。四階R-K法的計算量差不多是改進的Euler公式的2倍,是顯式Euler公式的4倍。下面的例子中Euler方法用步長,二階改進的Euler法用步長,而四階經(jīng)典公式用步長。這樣,從到三種方法都計算了4個函數(shù)制,計算量大體相當。Euler法改進Euler法經(jīng)典R-K法準確解h=0.025h=0.05h=0.10.10.0963120.0951230.095162500.095162580.20.1833480.1811930.181269100.181269250.30.2620010.2590850.259181580.259181780.40.3330790.3295630.329679710.329679950.50.3973120.393337
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