Для решения дифференциальных уравнений численными методами требуются начальные и граничные условия. Рассмотрим, как эти условия следует представлять в разностном виде.
1. Для подавляющего большинства задач начальное условие имеет вид:
Левая часть данного выражения соответствует нижнему ряду точек на разностной сетке, поэтому с учётом введённой ранее нумерации точек начальное условие в разностном виде записывается следующим образом:
причём значение xj вычисляется согласно правилу:
Отметим, что если a = 0, то
2. Граничные условия 1-го рода имеют вид:
Левая часть левого граничного условия соответствует крайнему слева ряду точек на разностной сетке; левая часть правого граничного условия - крайнему справа ряду точек. Поэтому с учётом введённой ранее нумерации точек граничные условия 1-го рода в разностном виде записываются следующим образом:
причём значение tn вычисляется согласно правилу:
3. Граничные условия 2-го рода имеют вид:
Левая часть левого граничного условия в некоторой точке tn аппроксимируется крайней слева конечной разностью на разностной сетке; левая часть правого граничного условия - крайней справа конечной разностью. Поэтому с учётом введённой ранее нумерации точек граничные условия 2-го рода в разностном виде записываются следующим образом:
4. Граничные условия 3-го рода в общем виде записываются следующим образом:
Левая часть левого граничного условия в некоторой точке tn аппроксимируется крайней слева конечной разностью на разностной сетке, а выражение в правой части соответствует крайней слева точке; левая часть правого граничного условия аппроксимируется крайней справа конечной разностью, а выражение в правой части соответствует крайней справа точке. Поэтому граничные условия 3-го рода в разностном виде записываются следующим образом:
2015-06-24
1519
