1.3 Общая формулировка методов Рунге-Кутты
Рунге и Хойн построили новые методы, включив в указанные формулы один или два добавочных шага по Эйлеру. Но именно Кутта сформулировал общую схему того, что теперь называется методом Рунге-Кутты.
Пусть - целое положительное число (число стадий, этапов) и - вещественные коэффициенты. Тогда метод
(2.3.1)
называется -стадийным явным методом Рунге-Кутты для исходной задачи Коши (2.1.1)
Обычно коэффициенты удовлетворяют условиям
. (2.3.2)
Эти условия были приняты Куттом без каких-либо комментариев. Смысл их заключается в том, что все точки, в которых вычисляется , являются приближениями первого порядка к решению. Эти условия сильно упрощают вывод условий, определяющих порядок аппроксимации для методов высокого порядка. Однако для методов низких порядков эти предположения необходимыми не являются.
Метод Рунге-Кутты имеет порядок , если для достаточно гладких задач (2.1.1) справедливо неравенство
, (2.3.3)
то есть ряды Тейлора для точного решения и для совпадают до члена включительно.
После статьи Бутчера вошло в обычай символически представлять метод (2.3.1) по средствам следующей таблицы:
- Введение
- 1. Теоретическая часть
- 1.1 Постановка задачи
- 1.2 Метод Эйлера
- 1.3 Общая формулировка методов Рунге-Кутты
- 1.4 Обсуждение методов порядка 4
- 1.5 «Оптимальные» формулы
- 1.6 Условия порядков для методов Рунге-Кутты
- 1.7 Оценка погрешности и сходимость методов Рунге-Кутты
- 1.7.1 Строгие оценки погрешности
- 1.7.2 Главный член погрешности
- 1.7.3 Оценка глобальной погрешности
- 1.8 Оптимальный выбор шага
- 2. Практическая часть
- 2.1 Описание программы «Ilya RK-4 версия 1.43»
- Заключение
- Методы Рунге — Кутта
- Методы Эйлера и Рунге-Кутта решения задачи Коши
- 10.2.1. Метод Рунге-Кутты-Мерсона
- Решение системы оду методом Рунге-Кутта с автоматическим выбором шага интегрирования (Rkadapt)
- 5.3. Решение системы оду методом Рунге-Кутта с автоматическим выбором шага интегрирования (Rkadapt).
- 5.2. Метод Рунге-Кутта четвертого порядка
- 4.4. Выбор шага интегрирования
- 2.4.3. Метод Рунге-Кутта четвертого порядка