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整体截断误差与收敛性

 

    本节讨论微分方程数值解法的两个重要理论问题——收敛性和稳定性
    对于一个数值方法,首先应该回答,在不计舍入误差情况下,当步长h取得充分小时,求得的近似解能否足够精确地逼近真解.换言之,当是否一致地有,这个问题称为收敛性问题
    只有收敛的数值解法才有可能使近似解达到所要求的精度.
    数值方法的收敛性完全由它的截断误差所决定.我们仅就最简单的欧拉法研究收敛性问题.

是在无舍人误差情况下,从用欧拉法计算公式求得的近似解,则

                                                        (9.23)

称为欧拉法整体截断误差.

   欧拉法的整体截断误差和局部截断误差关系如下:

定理9.1 关于y满足李普希兹条件,且局部截断误差有界:则欧拉法收敛,且有整体误差估计式

                                                   (9.24)

其中L为李氏常数.以为区间长,.

证明 由               

     

两式相减得

由李氏条件及
                               

由于

所以

即欧拉法收敛。

 

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