Краевые задачи. Методы решения А.Ю.Виноградова. Включая жесткие краевые задачиРефераты >> Математика >> Краевые задачи. Методы решения А.Ю.Виноградова. Включая жесткие краевые задачи
∙ Y(0) = ,
то есть векторY(0) находится из решения системы линейных алгебраических уравнений с квадратной невырожденной матрицей коэффициентов, состоящей из блоков U и M.
Аналогично запишем на правом крае ещё одно уравнение краевых условий:
N ∙ Y(0) = n ,
где матрица N записывается из тех же соображений дополнительных линейно независимых параметров на правом крае, а векторn неизвестен.
Для правого края тоже справедлива соответствующая система уравнений:
∙ Y(1) = .
Запишем Y(1) = K(1←0) ∙Y(0) + Y*(1←0) и подставим в последнюю систему линейных алгебраических уравнений:
∙ [ K(1←0) ∙Y(0) + Y*(1←0) ] = ,
∙ K(1←0) ∙Y(0) = - ∙ Y*(1←0),
∙ K(1←0) ∙Y(0) = ,
∙ K(1←0) ∙Y(0) = .
Запишем векторY(0) через обратную матрицу:
Y(0) =∙
и подставим в предыдущую формулу:
∙ K(1←0) ∙∙ = .
Таким образом, мы получили систему уравнений вида:
В ∙ = ,
где матрица В известна, векторы u и s известны, а векторы m и t неизвестны.
Разобьем матрицу В на естественные для нашего случая 4 блока и получим:
∙ = ,
откуда можем записать, что
В11 ∙ u + B12 ∙ m = s,
B21 ∙ u + B22 ∙ m = t.
Следовательно, искомый вектор m вычисляется по формуле:
m = B12∙ (s – B11∙ u).
А искомый вектор n вычисляется через вектор t:
t = B21 ∙ u + B22 ∙ m,
n = t + N ∙ Y*(1←0).
В случае «жестких» дифференциальных уравнений предлагается выполнять поочередное построчное ортонормирование.
Запишем приведенную выше формулу
∙ K(1←0) ∙∙ =
в виде:
∙ K(1←x2) ∙ K(x2←x1) ∙ K(x1←0) ∙∙ = .
Эту формулу можно записать в виде разделения левой части на произведение матрицы на вектор:
[∙ K(1←x2) ] ∙ { K(x2←x1) ∙ K(x1←0) ∙∙ } =
[ матрица ] ∙ { вектор } = вектор
Эту группу линейных алгебраических уравнений можно подвергнуть построчному ортонормированию, которое сделает строчки [матрицы] ортонормированными, {вектор} затронут не будет, а вектор получит преобразование. То есть получим:
[∙ K(1←x2) ] ∙ { K(x2←x1) ∙ K(x1←0) ∙∙ } =
Здесь следует сказать, что подвектор t подвергать преобразованию не нужно, так как невозможно, так как его первоначальное значение не известно. Но подвектор t нам оказывается и не нужен для решения задачи.
Далее запишем:
[[∙ K(1←x2) ]∙ K(x2←x1)] ∙ { K(x1←0) ∙∙ } =