四阶龙格库塔法的基本原理_隐式龙格库塔法

龙格库塔法的基本原理

该算法是构建在数学支持的基础之上的。对于一阶精度的拉格朗日中值定理有:

对于微分方程:y’=fx,y)
yi+1)=yi)+h*K1
K1=fxi,yi)
当用点xi处的斜率近似值K1与右端点xi+1处的斜率K2的算术平均值作为平均斜率K*的近似值,那么就会得到二阶精度的改进拉格朗日中值定理:
yi+1)=yi)+[h* K1+ K2)/2]
K1=fxi,yi)
K2=fxi)+h,yi)+h*K1)
依次类推,如果在区间[xi,xi+1]内多预估几个点上的斜率值K1、K2、……Km,并用他们的加权平均数作为平均斜率K*的近似值,显然能构造出具有很高精度的高阶计算公式。经数学推导、求解,可以得出四阶龙格-库塔公式,也就是在工程中应用广泛的经典龙格-库塔算法:
yi+1)=yi)+h* K1+ 2*K2 +2*K3+ K4)/6
K1=fxi),yi))
K2=fxi)+h/2,yi)+h*K1/2)
K3=fxi)+h/2,yi)+h*K2/2)
K4=fxi)+h,yi)+h*K3)
通常所说的龙格-库塔法是指四阶而言的,我们可以仿二阶、三阶的情形推导出常用的标准四阶龙格-库塔法公式

 

参考:http://blog.csdn.net/u013007900/article

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风君子

独自遨游何稽首 揭天掀地慰生平

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