[2階常微分方程式] [数値解析]
[2階常微分方程式]
ですか。2階常微分方程式だと境界条件(2)(初期条件)は、y'(0)=0みたいになるのが普通なんですが一般論という事で(^^)。
まず(1)を普通に差分します。x0=0,x1=Δx,x2=2・Δx,・・・,xj=j・Δx,・・・,xn=n・Δx=1として、
じつは線形微分方程式と線形差分方程式は、ほとんどパラレルな形で解けます(ネコ先生はご存知でしょうが(^^))。
(3)の特性方程式は、
なので、
※
よって(3)の一般解は、(5)をμ=μ1,μ2として、
ここにC1,C2は境界条件から決まる任意定数。境界条件y(0)=y0=1より(6)から、
境界条件y'(1)=y'(n・Δx)=0より直接、
(8)に(6)を代入すれば、
(7),(9)より、
(6),(10),(11)を使えば、図-1が得られます。Δx=0.1,n=10です。やっぱり、yの1階微分に最後まで中
心差分を使うのが精度の決め手みたいですね(^^)。
(執筆:ddt³さん)