Науковий вісник Мукачівського державного університету. Серія «Економіка»

Том 5, № 1, 2018 open access Open access

Числові методи розв’язування початкової задачі для звичайних диференціальних рівнянь з оцінкою головного члена локальної похибки

Ярослав Миколайович Пелех, Богдан Богданович Пахолок, Андрій Володимирович Кунинець, Петро Львович Сохан

Сторінки 143 –152 Переглядів 930 Переглядів

Анотація

Одним з сучасних наукових методів дослідження явищ та процесів є математичне моделювання. Математичне моделювання є ефективним методом вивчення економічних процесів, у багатьох важливих випадках дозволяє замінити реальний процес, а також дає можливість одержати як якісну, так і кількісну картину досліджуваних процесів. Оскільки точні розв’язки таких моделей можна отримати лише у дуже часткових випадках, то необхідно використовувати числові методи. При дослідженні економічних проблем виникає необхідність не тільки знайти наближені розв’язки, але і оцінити їх локальні та глобальні похибки. В обчислювальній математиці широкого застосування набули неперервні дроби. Вони дають можливість отримувати монотонні і двосторонні наближення, мають слабку чутливість до похибок заокруглень, а також вірно відображають основні властивості досліджуваних задач. Об'єктом дослідження є початкова задача для звичайних диференціальних рівнянь. Метою дослідження є розробка методів та алгоритмів чисельного розв'язування задачі Коші для звичайних диференціальних рівнянь. Виведені формули типу Рунге-Кутти четвертого порядку точності розв'язування початкової задачі для звичайних диференціальних рівнянь на основі неперервних дробів. Запропоновано нові двосторонні чисельні методи третього порядку точності, які в кожній вузловій точці дозволяють отримати не тільки верхні та нижні наближення до точного розв’язку, але і оцінювати значення головного члена локальної похибки без додаткових звертань до правої частини диференціального рівняння. Двосторонні формули використовують на кожному кроці інтегрування менше звертань до правої частини диференціального рівняння порівняно з відомими двосторонніми методами типу Рунге-Кутта. Запропоновані формули, використовуючи лише чотири звертання до правої частини диференціального рівняння, дозволяють отримувати не тільки односторонній метод четвертого порядку точності, але і двосторонні формули третього порядку точності.

Ключові слова

початкова задача, неперервні дроби, методи типу Рунге-Кутта, двостороння апроксимація, нелінійні числові методи.

Використані джерела

Використані джерела в процесі публікації

ЦИТУВАТИ

Pelekh, Y., Pakholok, B., Kunynets, А., & Sokhan, P. (2018). Numerical Methods of Solving the Initial Value Problem for Ordinary Differential Equations with Evaluation of the Main Member of the Local Error. Scientific Bulletin of Mukachevo State University. Series “Economics”, 5(1), 143-152.