Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Метод квадратур решения интегрального уравнения Фредгольма 2-го рода




Интегр ур-ние Фредгольма 2-го рода имеет вид: . (1)

Здесь – заданная функция, кот наз ядром интегр ур-ния; - заданная функция, кот наз. свободным членом или правой частью интегp. ур-ния; l - заданное число, наз паpаметpом интегp уp-ния; - искомая функция, подлежащая опpеделению. Однородное интегральное уравнение Фредгольма 2-го рода , (2)

всегда имеет тривиальное решение . Значения параметра , при кот однородное ур-ние (2) имеет нетривиальные реш, наз собственными значениями ядра , а сами нетривиальные решения – собственными функциями ядра.Для интегр ур-ния Фредгольма 2-го рода возможны две альтернативы: 1)неоднородное интегр ур-ние Фредгольма (1) имеет единственное реш. при любых правых частях; 2)оответствующее однор. ур-ние (2) имеет нетривиальные решения.

Аппроксимация интегрального уравнения системой линейных алгебраических уравнений.

Hа отpезке зададим сетку

и для каждого узла сетки pассмотpим интегpальное уpавнение (1): . (3)

В выражении (3) для вычисления интегpала воспользуемся квадpатуpной фоpмулой вида:

(4)

При использовании составной квадратурной формулы средних прямоугольников

.

При использовании составной квадратурной формулы трапеций:

.

При использовании составной квадратурной формулы парабол имеем:

.

Применение квадратурной формулы приводит к выражению , (5) откуда после отбpасывания остаточного члена получаем относительно пpиближенных значений pешения в узлах систему линейных алгебраических уpавнений:

. (6)

Как следует из (5) система (6) аппроксимирует интегральное уравнение (1) в узлах сетки с погрешностью . Введем в рассмотрение матрицу B с элементами Тогда определитель системы (6) можно записать в виде . Если , то система (6) имеет единственное решение, которое можно записать в форме Крамера .

Решение проблемы собственных значений для ядра.

В случае однор интегр ур-ния (2) при решении задачи на собственные значения для ядра получаем указанным способом алгебраическое уравнение степени, вообще говоря, относительно . Корни этого уравнения будут приближенными значениями первых собственных значений ядра . Приближения для собственных векторов находятся из системы (6) при и соответствующем значении параметра .

Оценка погрешности и сходимость метода квадратур

Пусть функция непрерывна на , ядро непрерывно на декартовом произведении и числовой параметр в интегр ур-нии (1) не является собственным значением ядра. В силу альтернативы Фредгольма, ур-ние (1) имеет единственное решение . В пределе при и решение системы (6) существует, единственно и сходится к реш интегр ур-ния. Таким образом, при достаточно больших N можно считать, что .

При решении системы (6) имеет место вычислительная погрешность. Поэтому фактически найденные значения точно удовлетворяют системе

. (6’)

Погрешность полученного решения в узлах сетки выражается разностью . Вычитая ур-ния (6’) из уравнений (5) для погрешности получим систему . (7)

Отсюда, используя формулы Крамера

, получаем для погрешности оценку

, где .







Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-04-03; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1435 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Люди избавились бы от половины своих неприятностей, если бы договорились о значении слов. © Рене Декарт
==> читать все изречения...

2447 - | 2243 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.