Визуализация численный методов. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений.

Заказать уникальную курсовую работу
Тип работы: Курсовая работа
Предмет: Информатика
  • 22 22 страницы
  • 2 + 2 источника
  • Добавлена 01.09.2012
1 000 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
Содержание
Введение
Постановка задачи
Численные методы решения задачи Коши
Метод Эйлера
Метод Рунге - Кутта 4-го порядка
Алгоритм решения задачи
Алгоритмы подпрограмм
Подпрограмма метода Эйлера
Подпрограмма метода Рунге-Кутта 4-ого порядка
Подпрограмма точного решения
Алгоритм функции
Алгоритм функции
Алгоритм программы
Интерфейс программы
Листинг программы
Результат работы программы
Решение задачи Коши в MathCAD
Заключение
Список литературы

Фрагмент для ознакомления

Построены интегральные кривые. По графикам видно, что метод Рунге-Кутта является более точным методом решения дифференциальных уравнений, так как он почти совпадает с графиком точного решения, хотя метод Эйлера при достаточной точности является более простым.
Список литературы
Браун С. Visual Basic 6. учебный курс. – СПб.: Питер, 2006. – 574 с.
Демидович Б.П. Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. – М.: Физматтиз, 1963. – 400 с.













22





y

A

e

B

y=y(x)

yi+1

h

yi

x

O

хi

xi+1

α






Eiler

ReDim x(n + 1)
ReDim Y1(n + 1)
Y1(0) = y0

i = 1, …, n

x(i) = Round(x0 + (i * h), 3)
Y1(i + 1) = Round(Y1(i) + h * f(x(i), Y1(i)), 3)

конец

Runge_Kutt

ReDim x(n + 1)
ReDim Y2(n + 1)
Y2(0) = y0

i = 1, …, n

конец

x(i) = Round(x0 + i * h, 3)
K1=h*F(x,Y2(i))
K2=h*F(x+h/2,Y2(i)+K1/2)
K3=h*F(x+h/2,Y2(i)+K2/2)
K4=h*F(x+h,Y2(i)+K3)
Y2(i+1)=Y2(i)+ (K1+2*K2+2*K3+K4)/6


Тоchnoe

ReDim x(n + 1)
ReDim YT(n + 1)
maxy = y0
miny = y0
maxx = x0
minx = x0

i = 1, …, n

x(i) = Round(x0 + (i * h), 3)
YT(i) = Round(Exp(x(i)) * (Log(Abs(x(i))) + c(x0, y0)), 3)

конец

f(x,y)

f = (Exp(x) + y * x) / x

конец

с(x,y)

c = (y - Exp(x) * Log(Abs(x))) / Exp(x)

конец

начало

y0, x0,xk,h

n = Round((xk - x0) / h)
MSFlexGrid1.Cols = 4
MSFlexGrid1.Rows = n + 2
MSFlexGrid1.TextMatrix(0, 0) = "x"
MSFlexGrid1.TextMatrix(0, 1) = "Y1"
MSFlexGrid1.TextMatrix(0, 2) = "Y2"
MSFlexGrid1.TextMatrix(0, 3) = "YT"

Eiler
Runge_Kutt
Tochnoe

i = 1, …, n

MSFlexGrid1.TextMatrix(i + 1, 0) = Str(x(i))
MSFlexGrid1.TextMatrix(i + 1, 1) = Str(Y1(i))
MSFlexGrid1.TextMatrix(i + 1, 2) = Str(Y2(i))
MSFlexGrid1.TextMatrix(i + 1, 3) = Str(YT(i))

нет

нет

нет

да

да

да

minx = x(0)
maxx = x(n)
miny = YT(0)
maxy = YT(n)

Y1(n) > YT(n)

maxy = Y1(n)

Y1(n) > YT(n)

maxy = Y1(n)

Y1(n) > YT(n)

maxy = Y1(n)

miny
minx
maxy
maxx

i = 1, …, n-1

t1 = Round(600 + (x(i) - x0) * kx)
t2 = Round(3700 - (Y2(i) - miny) * ky)
t3 = Round(600 + (x(i + 1) - x0) * kx)
t4 = Round(3700 - (Y2(i + 1) - miny) * ky)
Picture1.Line (t1, t2)-(t3, t4), vbRedPicture1.Line (z1, z2)-(z3, z4)

i = 1, …, n-1

t1 = Round(600 + (x(i) - x0) * kx)
t2 = Round(3700 - (YT(i) - miny) * ky)
t3 = Round(600 + (x(i + 1) - x0) * kx)
t4 = Round(3700 - (YT(i + 1) - miny) * ky)
Picture1.Line (t1, t2)-(t3, t4), vbGreen

конец

Picture1.Cls
kx = (Picture1.Width - 800) / (xk - x0)
ky = (Picture1.Height - 500) / (maxy - miny)

i = 1, …, n-1

t1 = Round(600 + (x(i) - x0) * kx)
t2 = Round(3700 - (Y1(i) - miny) * ky)
t3 = Round(600 + (x(i + 1) - x0) * kx)
t4 = Round(3700 - (Y1(i + 1) - miny) * ky)
Picture1.Line (t1, t2)-(t3, t4), vbBluePicture1.Line (z1, z2)-(z3, z4)

Список литературы
1.Браун С. Visual Basic 6. учебный курс. – СПб.: Питер, 2006. – 574 с.
2.Демидович Б.П. Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. – М.: Физматтиз, 1963. – 400 с.

Вопрос-ответ:

Какие численные методы используются для решения обыкновенных дифференциальных уравнений?

Для решения обыкновенных дифференциальных уравнений применяются различные численные методы, такие как метод Эйлера и метод Рунге-Кутта 4-го порядка.

Как работает метод Эйлера для решения задачи Коши?

Метод Эйлера для решения задачи Коши основан на приближенном вычислении значения функции в следующей точке с помощью приращения, вычисленного по формуле y1 = y0 + h * f(x0, y0), где y0 - значение функции в предыдущей точке, x0 - предыдущая точка, h - шаг, f(x0, y0) - значение производной функции в предыдущей точке.

Какие алгоритмы используются в программе для решения задачи Коши?

В программе используются алгоритмы подпрограмм, такие как подпрограмма метода Эйлера, подпрограмма метода Рунге-Кутта 4-го порядка и подпрограмма точного решения. Они представляют собой отдельные части кода, которые реализуют соответствующий численный метод или точное решение задачи.

В каком формате представлен результат работы программы?

Результат работы программы представлен в виде листинга программы, который содержит численные значения и графики, отображающие решение задачи Коши. Также может быть представлен вывод программы, который содержит текстовую информацию о решении задачи.

Как можно решить задачу Коши с использованием программы MathCAD?

Для решения задачи Коши с использованием программы MathCAD можно использовать встроенные функции и операторы, такие как ode(), solve() и diff(). Они позволяют задать дифференциальное уравнение, начальные условия и получить численное решение задачи.

Какие численные методы используются для решения обыкновенных дифференциальных уравнений?

Для решения обыкновенных дифференциальных уравнений используются различные численные методы, такие как метод Эйлера и метод Рунге-Кутты.

Как работает метод Эйлера для решения задачи Коши?

Метод Эйлера для решения задачи Коши основывается на аппроксимации производной функции в данной точке с помощью конечной разности и последующем использовании полученного значения для нахождения следующего значения функции.

Каков алгоритм функции точного решения задачи Коши?

Алгоритм функции точного решения задачи Коши включает в себя задание начальных условий, определение функции правой части дифференциального уравнения, аналитическое решение уравнения и построение графика полученной функции.

Как выглядит интерфейс программы для решения задачи Коши в MathCAD?

Интерфейс программы для решения задачи Коши в MathCAD представляет собой окно программы, в котором можно вводить значения переменных и параметров, выбирать метод решения задачи Коши и запускать программу для получения результатов.

Какие результаты работы программы можно получить при решении задачи Коши?

При решении задачи Коши с помощью программы можно получить график функции, решающей уравнение, значения функции в заданных точках, а также дополнительную информацию, например, количество итераций, выполненных программой для достижения заданной точности.

Какие численные методы используются для решения обыкновенных дифференциальных уравнений?

Для решения обыкновенных дифференциальных уравнений используются такие численные методы, как метод Эйлера и метод Рунге-Кутты 4-го порядка.