Koshi masalasining ko’p qadamli ayirmali metodlar
Adamsning ekstrapolyasion metodlari
Download 0.5 Mb.
|
Ro\'zmetova Maryamjon 151-matematika.pdf.
Adamsning ekstrapolyasion metodlari. Yuqorida aytganimizdek, Adamsning m -qadamli oshkor
yn yn1 hbmi fn1 i1 (1.13) metodi uchun approksimasiyaning eng yuqori tartibi p m . Noma’lum koeffisentlarni topish uchun(1.12) sistema bu holda ushbu ko’rinishga ega: i1 k 1 , k 0,1,...,m 1. i b mi k 1 (1.14) Har bir muayyan m uchun (1.12) sistemani yechib, bm1,bm2 ,...,bmn larni topamiz. Agar m 1 bo’lsa, u holda Adams metodi ushbu yn yn1 hfn1 Eyler metodiga aylanadi. Adams mashhur ingliz artilleristi Boshfort iltimosiga ko’ra o’z metodlarini 1855 y. yaratgan edi. Bu metodlar keyinchalik unutilgan bo’lib, asrimizning boshida norvegiyalik matematik Shtyormer tomonidan qayta ochildi. approksimasiya tartibi m ga teng bo’lgan quyidagi metodlarga ega bo’lamiz: yn yn1 h 3 f 2 n1 fn2 , m 2; yn yn1 h 23 f 12 n1 16 f n2 5 f n3 , m 3; yn yn1 h 55 f 24 n1 59 f n2 37 f n3 9 f n4 , m 4; yn yn1 h 720 1901 f n1 2774 f n2 2616 f n3 1274 f n4 251 f n5 , m 5. Amaliyotda Adams metodlari m 1,2,...,10lar uchun ishlatiladi. Mashq.Adams metodlari m 6,7,8,9,10, lar uchun chiqarilsin. Adams metodlarini qurishda boshqacha yondashish ham mumkin. Faraz qilaylik, y0 , y1 ,..., yn1 (1.15) uchun algebraik interpolyasiyalashdan foydalanamiz. Buning uchun ushbu u xning xn1k , xnk ,..., xn1, xn ,..., xn1q k q 1ta nuqtalaragi qiymatlaridan foydalanib, k q interpolyasion ko’phadini ko’ramiz. (1.16) tartibli Lagranj k L x k q1 xu' x n1 j , k q x x ' x bunda
n1 j k q1 x x xn1k x xnk ...x xn1q . Tugunlar bir xil uzoqlikda joylashganligi almashtirishni bajaramiz. U holda xj xj1 h uchun x xn1 th x x ht j , x hk q1* t , Bunda
k q1 k q1 * t t k t k 1...t t 1...t q, * k q1 xn1 j 1q j hk q k j ! j q!. Bu holda (1.17) ko’phad quydagi ko’rinishga ega bo’ladi: k 1q j * t L x th k q1 ux . (1.18) k q n1 jq t j j q!k j ! n1 j Bu ko’phaddan foydalanib, quyidagi tenglikni yazamiz: u x Lk q xn1 th rk q xn1 th, (1.19) bunda rk q xn1 th iterpolyaning qoldiq hadi. Agar f x,u qaralayotgan sohada quyidagicha yozish mumkin: rk q xn1 th hk q1 * k q1 k q2 . (1.20) t u Bu ifodani biz xn1 , xn k q 1! oraliqda ishlatamiz. Shuning uchun, agar q 1 bo’lsa, xn1k xn1q Ushbu va agar q 0 bo’lsa, xn1k xn deb qaraymiz. xn 1 u xn u xn1 u xdx u xn1 huxn1 thdt xn1 0 Formulada u xn1 th ni (1.19) formulaning o’ng tomoni bilan almashtiramiz, u holda quyidagiga ega bo’lamiz: 1 1 u xn u n1 h Lkq xn1 thdt hrkq xn1 th 0 0 (1.21) k u x h bqux Rq , bunda n1 q kj n1 j n,k jq jq t q...t t 1...t k 1 bkj q 1 hk q2 t 0 1 j j q!k k q2 j ! dt, Rn,k k q 1! * 0 k q1 t u xn1 thdt. (1.22) Bu yerda * t o’z ishorasini saqlaydi va k q2 u x n1 th uzluksiz bo’lganligi k q1 uchun qoldiq hadni quyidagicha yozib olishimiz mumkin: Rq hk q2 1 uk q2 * t dt, (1.23) n,k k q 1! k q1 0 bunda xn1k xn1q , agar q 1 bo’lsa va xnk 1 xn , agar q 0 bo’lsa. Hosil qilingan (1.21) formuladan har xil ayirmali sxema va ular uchun qoldiq hadning ifodasini ko’rsatish mumkin. Bu metodlar q 1 bo’lganda interpolyasion deyiladi. almashtirishning sababi quyidagidan iborat: Lmq x ko’rishda qatnashadigan, (4.10) tugunlarni o’z ichiga olgan eng kichik oraliq xn1k , xn1q dir. Agar q 0 bo’lsa, qaralayotgan xn1 , xn oraliq xn1k , xn1 oraliqdan tasjqarida yotadi; shuning uchun ham xn1 , xn oraliqda ekstrapoyasiya qilinadi: agar q 1 bo’lsa, xn1k , xn1q oraliq xn1 , xn oraliqni o’z ichiga oladi va bu yerda asl ma’noda interpolyasiya qilinadi. Avvalo, ekstrtopolyasiya metodini ko’rib chiqamiz. (4.21) formulani quyidagicha yozib olamiz: q 0 bo’lgan hol uchun k u x u x hb0ux R0 n n1 k 1 kj n1 j n,k j0 u x hb0 ux R0 (1.24) n1 k , j1 j1 m n j n,k u x hb ux Ro , n1 mj n j n,m1 j1 bunda m k 1 va b b0 bo’lib, q 0 bo’lganda u (1.22) formuladan aniqlanadi: mj k , j1 j1 1 t t 1...t m 1 bmj 1 t j 1 j 1!m dt, j ! (1.25)
0 j 1, 2,..., m. Qoldiq had R R0 esa q 0 bo’lganda (1.23)dan quyidagicha hisoblanadi: n,m n,m1 hm1 Rn,m m! u 1 m1 t t 1...t m 1dt. 0 (1.26) Bu belgilashlarda (4.24) quyidagi ko’rinishga ega: u xn u xn1 hbmju xn1 Rn,m. j1 Bu formula hisoblash uchun yaroqsizdir, chunki unda noma’lum had, izlanayotgan yechim hosilasining ushbu qiymatlari u xnm ,uxnm1 ,...,uxn1 (1.27) Rn,m qoldiq (1.28)
va u xn1 qatnashadi. Agar yechimning u xnm ,u xnm1 ,...,u x n1 aniq qiymatlari ma’lum bo’lsa, u holda (1.1) tenglamaga ko’ra (1.28) miqdorlarning aniq qiymatini topishimiz mumkin edi: ynm , ynm1,..., yn1 n m yechimning faqat taqribiy qiymatlari ma’lum va bular orqali yn1 taqribiy qiymatini topish mumkin: uxn j hosilaning yn j f xn j , yn j fn j ,1,2,...,m. (1.29)
Endi (1.27) formuladagi hosilalarni (1.29) tarqibiy qiymatlari bilan u xn1 ni esa uning taqribiy qiymati yn1 bilan almashtiramiz va Rn,m qoldiq hadni tashlaymiz, natijada quyidagi taqribiy tenglikka ega bo’lamiz: u xn yn1 hbmj fn j . j1 (1.30) yn yn1 hbmj fn1 j1 (1.31) kelib chiqadi. Shunday qilib, biz yana (1.13) tenglikka keldik. Bundan ko’ramizki, bmj koeffisentlarni ikki xil usul bilan topishimiz mumkin: (1.14) sistemaning yechimi yoki (1.25) integralning quymati sifatida. Misol uchun keltiramiz: m 5 bo’lganda bmj ning sonli qiymatini va Rn,m ning ifodasini b 1901,b 2774 ,b 2616 ,b 1274 , 51 720 52 251 720 53 95 720 54 720 (1.32) b55 720
288
Mashq. (1.25) va (1.26) vformulalar yordamida m 6,7,8,9,10 uchun bmj va Rn,m lar topilsin. Biz yuqorida (1.18) Lagraj interpolyasion formulasidan foydalanib, natijada (1.25), (1.26) formulalarni chiqardik. Shunga o’xshash Nyutonning ikkinchi interpolyasion formulasini qo’llab, (1.30) formula o’rniga f x,u funksiyaning tugun nuqtalaridagi qiymatlari emas, balki chekli ayirmali qatnashadigan Adamsning ekstrapolyasion formulasini chiqarishimiz mumkin. Bu formula quyidagicha yoziladi: y y ξ 1 ξ 5 2ξ 3 3ξ n n1 n 2 n1 2 n2 2 n3 251 4ξ 95 5ξ 19087 6ξ (1.33) 720 n4 288 n5 60480 n6 Bu yerda 5275 17280 7ξn7 ... cm mξnm . 1 i hfi ,cm m! t t 1...t m 1dt, k i esa x funksiyaning xk , x k 1 ...,x k j nuqtalaridagi qiymatlari bo’yicha tuzilgan i - tartibli chekli ayirmasidir. (1.33) formulaning qoldiq hadini quyidagicha yozish mumkin: R hm2c um2 . Mashq. (1.33) formula isbotlansin. n,m m1 Endi (1.33) formulaning m 4 bo’lgandagi xususiy holini qaraymiz: y ξ 1 ξ 5 2 ξ 3 3 ξ 251 4 ξ . (1.34)
n1 n 2 n1 12 n2 8 n3 720 n4 Bu yerda n 4 deb olamiz, u holda y ξ 1 ξ 5 2ξ 3 3ξ 251 4ξ. (1.35) 4 4 2 3 12 2 8 1 720 0 Hisoblashni (1.35) formula bilan bajarish uchun quyidagi jadvaldan foydalangan ma’qul:
(1.35) formulaning o’ng tomonidagi barcha miqdorlar aniq bo’lib, jadvalning pastki qiya satrida joylashgan. Biz y4 ni topamiz, demak, shu bilan y5 ham aniqlanadi. Topilgan y5 ga ko’ra n ξ5 hf x5 , y5 ni hisoblaymiz va chekli ayirmalar jadvalini yana bir qiya satr bilan to’ldiramiz. Keyin (1.34)da davom ettiramiz. n 6 deb olib, hisoblashni Download 0.5 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling