„Analízis (MSc) típusfeladatok” változatai közötti eltérés

Csala Tamás (vitalap | szerkesztései)
Csala Tamás (vitalap | szerkesztései)
393. sor: 393. sor:
|mutatott=Megoldás:
|mutatott=Megoldás:
|szöveg=
|szöveg=
* Írjuk fel a diffegyenletet véges differenciákkal:


{{Rejtett
{{Rejtett
408. sor: 410. sor:
}}
}}


* Írjuk fel a diffegyenletet véges differenciákkal:
<math>\frac{u_{i+1,j} - 2u_{i,j} + u_{i-1,j}}{h^2} = \frac{u_{i,j+1} - 2u_{i,j} + u_{i,j-1}}{k^2}</math>
 
* Válasszuk meg a feladatban adott h értékhez a k értékét, hogy az egyenletből a lehető legtöbb tag kiessen (jelen esetben a <math>h = k = \frac{1}{2}</math> választás célszerű).
 
<math>u_{i+1,j} - 2u_{i,j} + u_{i-1,j} = u_{i,j+1} - 2u_{i,j} + u_{i,j-1}</math>
 
* Fejezzük ki <math>u_{i,j+1}</math>-et az egyenletből.
 
<math>u_{i,j+1} = u_{i+1,j} + u_{i-1,j} - u_{i,j-1}</math>
 
* Ennek a képletnek a rekurzív alkalmazásával el tudunk jutni a peremfeltételtől az u_{1,2} értékig.
 
<math>u_{1,2} = u_{2,1} + u_{0, 1} - u_{1, 0}</math>
 
* Innen az  <math>u_{0, 1}</math> és a <math>u_{1, 0}</math> ismert a peremfeltétel alapján, de az <math>u_{2,1}</math>-ért még számolnunk kell.
 
<math>u_{2,1} = u_{3,0} + u_{1, 0} - u_{2, -1}</math>
 
* Az <math>u_{2, -1}</math>-hez a nullában vett t szerinti deriváltra vonatkozó feltételt kell használni:
<math>\frac{u_{2, 0} - u_{2, -1}}{k} = 0</math>
 
* Vagyis:
<math>u_{2, -1} = u_{2, 0}</math>


<math>\frac{u_{i+1,j} - 2u_{i,j} + u_{i-1,j}}{h^2} = \frac{u_{i,j+1} - 2u_{i,j} + u_{i,j-1}}{k^2}</math>
* A kért pont tehát kiszámolható az alábbi peremen található értékekből (papíron egyszerűbb felvenni egy négyzetrácsot az <math>u_{i,j}</math> értékeknek, és mindenhova odaírni az adott értéket):
<math>u_{1,2} = (u_{3,0} + u_{1, 0} - u_{2, 0}) + u_{0, 1} - u_{1, 0} = (0 + 2 - 1) + 3 - 2 = 2</math>
}}
}}