常微分方程式の初期値問題の1段階法
常微分方程式の初期値問題を各種1段階法によって数値的に解析しよう.
実験
基本プログラム
diffeq.c(DL)について,
以下の作業に取り組め.
- まずは,diffeq.c のコードおよびコメントを熟読せよ.
- オイラー法(1次の方法)による解析結果について,
刻み幅 h の値を
1.0,0.1,0.01,...,等と変化させながらプログラムを実行し,
精度(誤差の大きさ)の変化を観察せよ.
出力データ量が多い場合... パイプ+lessコマンドとか,
ファイルへの出力リダイレクトとか,各自で工夫しよう.
課題
基本プログラムを元にして,
ホイン法(2次の方法)および
ルンゲ-クッタ法(4次の方法)を実装・実行せよ.
なお実行時には,刻み幅 h の数値について,
各自で適切に2個以上を定めること.
そして,各刻み幅による
絶対誤差 εについて,
3手法(1次,2次,および4次)の
比較用グラフを作成せよ.
各グラフでは,横軸を x とし,
3曲線を重ね合わせ表示すること.
Linux 上のグラフ作成用のツールとしては,libreoffice calc(oocalc),gnuplot,等がある.
使用方法については各自で研究しよう.
グラフの種類は,
折れ線グラフではなく
散布図です.
さらに,この精度比較結果について考察せよ.
(c) 2018, yanagawa@kushiro-ct.ac.jp