以下是常见的偏微分方程数值方法的公式,使用Markdown格式呈现:
差分方法:
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向前差分:
一阶导数:
\(f'(x) \approx \frac{{f(x + h) - f(x)}}{h}\)
二阶导数:
\( f''(x) \approx \frac{{f(x + h) - 2f(x) + f(x - h)}}{h^2} \)
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向后差分:
一阶导数:
\( f'(x) \approx \frac{{f(x) - f(x - h)}}{h} \)
二阶导数:
\( f''(x) \approx \frac{{f(x + h) - 2f(x) + f(x - h)}}{h^2} \)
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中心差分:
一阶导数:
\( f'(x) \approx \frac{{f(x + h) - f(x - h)}}{2h} \)
二阶导数:
\( f''(x) \approx \frac{{f(x + h) - 2f(x) + f(x - h)}}{h^2} \)
常用数值方法:
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显式欧拉法(Explicit Euler):
偏微分方程的数值解递推关系:
\( U_{i,j+1} = U_{i,j} + \Delta t \cdot F(U_{i,j}, x_i, t_j) \)
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隐式欧拉法(Implicit Euler):
偏微分方程的数值解递推关系:
\( U_{i,j+1} = U_{i,j} + \Delta t \cdot F(U_{i,j+1}, x_i, t_{j+1}) \)
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Crank-Nicolson方法:
偏微分方程的数值解递推关系:
\( U_{i,j+1} = U_{i,j} + \frac{\Delta t}{2} \left[F(U_{i,j}, x_i, t_j) + F(U_{i,j+1}, x_i, t_{j+1})\right] \)
这些是一些常见的偏微分方程数值方法的公式。请注意,具体的数值方法和公式可能因问题类型而异。如果需要特定问题的数值方法,请提供更多上下文,以便我能够给出更准确的回答。