ネムネコ法(笑。実はただのテーラー展開)による斜方投射の近似計算


 


前回、連立微分方程式


  


を、γ=0.3θ=π/3の場合について、オイラー法を用いて近似的に解いた。


その計算結果は、次のとおり。


 




 


 


この計算結果を見ると、最高到達高さHの近辺でオイラー法による計算結果と厳密解との差異が少し大きい。


そこで、オイラー法


  


を改良し、近似計算の精度向上を目指すことにする。


 


まず、u(t+Δt)


  


とテーラー展開する。


微分方程式より


  


したがって、


  


と近似でき、これから次の漸化式を得る。


  


同様に、


  


これから、次の漸化式を得る。


  


改めて、まとめて書くと、


k=0,1,2,・・・について


  


が連立微分方程式(1)、(2)の数値解になる。


 


この方針にしたがって、先と同じ条件で計算した結果は次の通り。


 




 


近似計算の精度が劇的に向上し、良好な結果が得られていることがわかる。