二阶四点边值问题上下解方法

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二阶四点边值问题上下解方法
二阶四点边值问题,也叫二阶拉格朗日方程,就是求在一个特定边界条件下,特定求未知函数及其导数的问题。

可以用有限差分法来求解这个问题。

首先把整个问题区域划分为N等分,前两和最后两个节点是边界节点,离散后得到N-1个数学方程,可以求出N-1个节点处的未知函数值和N-2个节点处的线性近似函数的系数。

进一步泰勒展开,将从第三节点开始的N-2个函数值都线性近似,那么在第二节点开始,开始使用二次项进行非线性近似,依次类推,直到在边界节点B处,得到的是二阶拉格朗日的曲线。

从而求得整个空间内的函数值。

下解就是把已知边界条件求出来的N-1个线性方程,从新拼接成N-2个全部是二次项形式,从而代入上解得到的系数得出一系列二次方程,通过求解二次方程,也可以求出空间内每个节点处的函数值。

总结一下,二阶四点边值问题通过有限差分法,用于解决在特定边界条件下,特定求未知函数及其导数的问题,通过上解和下解的方法,都可以得出空间间的每个节点处的函数值。

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