ПРЕДИСЛОВИЕ | 3 |
I . ПРИБЛИЖЕНИЕ ФУНКЦИЙ |
Тема 1. Интерполяционный многочлен Лагранжа | 5 |
1.1. Постановка задачи интерполирования. Алгебраическое интерполирование | 5 |
1.2. Интерполяционный многочлен Лагранжа и его остаток | 7 |
Задачи и упражнения 3 | 13 |
Тема 2. Интерполяционный многочлен Ньютона | 15 |
2.1. Конечные разности, разностные отношения и их свойства | 15 |
2.2. Интерполяционный многочлен Ньютона | 17 |
2.3. Задача обратного интерполирования | 19 |
Задачи и упражнения | 20 |
Тема 3. Интерполирование по сетке равноотстоящих узлов | 23 |
3.1. Интерполяционный многочлен Ньютона для равноотстоящих узлов | 23 |
3.2. Правила интерполирования внутри таблицы | 28 |
Задачи и упражнения | 31 |
Тема 4. Многочлены Чебышева | 33 |
4.1. Определение многочленов Чебышева и их свойства | 33 |
4.2. Минимизация остатка интерполирования | 36 |
Задачи и упражнения | 39 |
Тема 5. Интерполирование с кратными узлами | 41 |
5.1. Постановка задачи кратного интерполирования | 41 |
5.2. Интерполяционный многочлен Эрмита и его остаток | 42 |
Задачи и упражнения | 47 |
Тема 6. Сплайн-интерполирование | 50 |
6.1. Понятие сплайн-функции интерполяционного сплайна | 50 |
6.2. Построение интерполяционного сплайна третьего порядка | 51 |
6.3Построение интерполяционного сплайна третьего порядка методом моментов | 53 |
Задачи и упражнения | 57 |
Тема 7. Численное дифференцирование функций | 59 |
7.1. Численное дифференцирование, основанное на интерполяционном многочлене Ньютона | 59 |
7.2. Некоторые частные правила вычисления производных | 61 |
Задачи и упражнения | 65 |
Тема 8. Среднеквадратичные приближения | 67 |
8.1. Понятие о среднеквадратичном приближении | 67 |
8.2. Метод наименьших квадратов | 71 |
Задачи и упражнения | 73 |
Контрольная работа 1 | 75 |
Индивидуальное задание 1 | 84 |
Дополнительные задачи и упражнения | 90 |
П. ЧИСЛЕННОЕ ИНТЕГРИРОВАНИЕ |
Тема 9. Интерполяционные квадратурные формулы | 96 |
9.1. Квадратурные правила Ньютона - Котеса | 96 |
9.2. Простейшие квадратурные формулы Ньютона — Котеса | 99 |
9.3. Правило Рунге | 106 |
Задачи и упражнения | 107 |
Тема 10. Квадратурные правила наивысшей алгебраической степени |
точности | 109 |
10.1. Квадратурные формулы Гаусса | 109 |
10.2. Квадратурные формулы НАСТ, отвечающие простейшим весовым |
функциям | 114 |
Задачи и упражнения | 120 |
III . ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ |
Тема 11. Методы решения интегральных уравнений Фредгольма |
второго рода | 123 |
11.1. Метод замены ядра на вырожденное | 123 |
11.2. Метод квадратур решения интегрального уравнения Фредгольма |
второго рода | 126 |
11.3. Метод последовательных приближений решения интегрального |
уравнения Фредгольма второго рода | 129 |
Задачи и упражнения | 130 |
Тема 12. Методы решения интегральных уравнений Вольтерра |
второго рода | 133 |
12.1. Метод последовательных приближений решения интегрального |
уравнения Вольтерра второго рода | 133 |
12.2. Метод квадратур решения интегрального уравнения Вольтерра |
второго рода | 136 |
Задачи и упражнения | 139 |
Контрольная работа 2 | 140 |
Индивидуальное задание 2 | 150 |
Дополнительные задачи и упражнения | 159 |
IV . МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ОБЫКНОВЕННЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ |
Тема 13. Приближенные методы решения задачи Коши | 163 |
13.1. Постановка задачи. Метод Пикара | 163 |
13.2. Метод рядов | 166 |
Задачи и упражнения | 168 |
Тема 14. Методы Эйлера | 168 |
14.1. Явный метод Эйлера, или метод ломаных | 168 |
14.2. Неявный метод Эйлера | 170 |
14.3. Устойчивость методов Эйлера | 173 |
Задачи и упражнения | 174 |
Тема 15. Методы Рунге- Кутты | 175 |
15.1. Построение методов Рунге - Кутты | 175 |
15.2. Методы Рунге - Кутты второго порядка точности | 179 |
15.3. Методы Рунге-Кутты третьего и четвертого порядка точности | 181 |
Задачи и упражнения | 184 |
Тема 16. Методы предиктор - корректор | 187 |
16.1. Общий подход к построению правил предиктор - корректор | 187 |
16.2. Частные правила предиктор - корректор | 189 |
16.3. Правило Рунге | 191 |
Задачи и упражнения | 194 |
Тема 17. Многошаговые правила | 196 |
17.1. Понятие о многошаговых правилах | 196 |
17.2. Экстраполяционный метод Адамса | 197 |
17.3. Интерполяционный метод Адамса | 200 |
Задачи и упражнения | 203 |
Тема 18. Метод сеток решения граничной задачи | 204 |
18.1. Идея метода сеток | 204 |
18.2. Замена граничной задачи системой алгебраических уравнений | 205 |
18.3. Повышение порядка аппроксимации граничных условий | 208 |
18.4. Метод прогонки решения сеточных уравнений | 211 |
Задачи и упражнения | 212 |
Тема 19. Метод моментов и метод Галеркина | 214 |
19.1. Идея метода моментов | 214 |
19.2. Метод Галеркина | 216 |
Задачи и упражнения | 220 |
Тема 20. Метод наименьших квадратов и метод Ритца | 221 |
20.1. Метод наименьших квадратов решения операторных уравнений | 221 |
20.2. Метод наименьших квадратов решения линейной граничной задачи | 222 |
20.3. Метод Ритца | 225 |
Задачи и упражнения | 227 |
Контрольная работа 3 | 229 |
Индивидуальное задание 3 | 236 |
V . РАЗНОСТНЫЕ СХЕМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ |
Тема 21. Математический аппарат теории разностных схем | 245 |
21.1. Аппроксимация простейших дифференциальных операторов | 245 |
21.2. Постановка разностной задачи | 251 |
21.3. Повышение порядка аппроксимации разностной схемы | 252 |
Задачи и упражнения | 255 |
Тема 22. Разностные схемы для уравнения теплопроводности | 258 |
22.1. Некоторые разностные формулы | 258 |
22.2. Метод энергетических неравенств | 261 |
22.3. Семейство шеститочечных разностных схем для уравнения |
теплопроводности | 262 |
Задачи и упражнения | 267 |
Тема 23. Разностные схемы для гиперболических уравнений | 269 |
23.1. Разностные схемы для уравнения колебаний струны | 269 |
23.2. Явные разностные схемы для уравнения переноса | 272 |
23.3. Неявные разностные схемы для уравнения переноса | 275 |
Задачи и упражнения | 278 |
Тема 24. Разностные схемы для эллиптических уравнений | 282 |
24.1. Разностная задача Дирихле для уравнения Пуассона | 282 |
24.2. Методы Якоби и Зейделя | 285 |
24.3. Метод переменных направлений решения разностной задачи Дирихле |
в прямоугольнике | 287 |
Задачи и упражнения | 290 |
Контрольная работа 4 | 292 |
ЛИТЕРАТУРА | 307 |