Главная  Книжные издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111

Модифицированный метод Ньютона:

«(wo,i/-b.-w«,v)+/(v)+a(M„,v) = 0. (3.1.11)

Метод секущих:

Применяется, если существует представление a(u,v)=ai(u,u;v), где функционал a\(u,w,v) линеен по w и v. Тогда

i(t/.,w..„v) + /(v) = 0. (3.1.12)

В изложенных выше методах количество шагов (предел изменения т) заранее не известно. Вычисления продолжаются, пока величина Цу, - станет достаточно

малой.

Шаговые методы.

Пусть Q<6<\ и и(в) решение уравнения вида (3.1.1):

«(w(6),v) + 6/(v) = a (3.1.13)

Отметим, что w(0)=0, w(l) - решение (3.1.1). Продифференцировав (3.1.13) по О, получим дифференциальное уравнение

a\u{e\,v)-l{v)Q (3.1.14)

с начальным условием w(0)=0.

Пусть 0=6i)<6i<...<=l, uu{6. Воспользовавшись приближенным равенством

du Urt,+x-Um

запишем

Простой шаговый метод:

(w.,««.i-w.,v) + („,,-J/(v) = 0. (3.1.15)

Схема (3.1.15) - это метод Эйлера решения дифференциального уравнения (3.1.14). Заменив в (3.1.15) ej{v) на fir(w,v) получим



Шаговый метод с учетом невязок:

а ium. - w«, v) + eJiv) - a{u, v) = 0. (3.1.16)

Шаговые методы могут применяться и в сочетании с методами Ньютона: на каждом или только на последнем шаге производяться уточнения по (модифицированному) методу Ньютона (3.1.10) или (3.1.11).

Отметим, что все промежуточные результаты шаговых методов можно рассматривать как приближенные решения уравнения (3.1.13) при =6}, т.е. шаговые методы позволяют моделировать рост нагрузки.



Оценки погрешности приближенных методов

Здесь будут исследованы модифицированный метод Ньютона и простой шаговый метод при выполнении условий существования и единственности решения уравнения (3.1 Л). Сходимость остальных перечисленных выше (и многих других) методов исследована в [13,32, 34,40,51].

Простой шаговый метод.

Предположим, что производная a{Ur,v,w) функционала a(u,v) удовлетворяет условию непрерывности

«Xm,v,w)-«(w2,v,w)<w,-JHH (3-2.1)

Обозначим

eim, W2, v) = a{ui, v) ~ a{u2, v) - fl {ui, wi - W2, v). (3.2.2) Из (3.2.1) следует неравенство

e{uuU2,v)<K\u,-u\vl (3.2.1) Пусть V;„ - решения уравнений вида (3.1.13)

«(v.,v) + „/(v) = 0, (3.2.4) 6 = max{„+i-J.

Из (3.2.4) получаем

f(v+i, v) - a(v„, v) + (0„, - 0j /(v) = 0, (3.2.4)

Положив v=Vfjj+rv и применив (3.1.3) и (1.1.9), получим, что

\у,,~уЛ<Кв. (3.2.5)

Положив в уравнении простого шагового метода (3.1.15) v=w+;-w„ и применив неравенство (3.1.5), получим

\\и,,~и4Кв. (3.2.6)

Обозначим Wr„=v-Um - разность между точным и приближенным решениями.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 [ 79 ] 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111