
On an approximate analytical method of solving ordinary differential equations
Author(s) -
О.Б. Арушанян,
Н.И. Волченскова,
С.Ф. Залеткин
Publication year - 2015
Publication title -
vyčislitelʹnye metody i programmirovanie
Language(s) - English
Resource type - Journals
eISSN - 1726-3522
pISSN - 0507-5386
DOI - 10.26089/nummet.v16r223
Subject(s) - mathematics , chebyshev equation , chebyshev polynomials , ordinary differential equation , chebyshev nodes , fourier series , mathematical analysis , chebyshev iteration , collocation method , stochastic partial differential equation , series (stratigraphy) , numerical partial differential equations , exponential integrator , partial differential equation , differential equation , differential algebraic equation , orthogonal polynomials , classical orthogonal polynomials , paleontology , biology
Описано использование смещенных рядов Чебышёва для интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений. Данный подход основан на аппроксимации решения задачи Коши для нормальной системы обыкновенных дифференциальных уравнений и его производной частичными суммами ряда Фурье по смещенным многочленам Чебышёва первого рода. Коэффициенты рядов вычисляются посредством итерационного процесса с применением квадратурной формулы Маркова. Подчеркнуто, что благодаря своим аппроксимационным свойствам частичные суммы рядов Чебышёва стали основой для построения приближенного аналитического метода интегрирования дифференциальных уравнений. Наряду с общими вопросами рассмотрен ряд примеров по применению частичных сумм ряда Чебышёва для приближенного представления решения задачи Коши на заданном отрезке для обыкновенных дифференциальных уравнений. The application of shifted Chebyshev series for solving ordinary differential equations is described. This approach is based on the approximation of the solution to the Cauchy problem for a normal system of ordinary differential equations and its derivatives by partial sums of Fourier series in the Chebyshev polynomials of the first kind. The coefficients of the series are determined by an iterative process with the use of Markov's quadrature formulas. The approximation properties of shifted Chebyshev series allow us to propose an approximate analytical method for ordinary differential equations. A number ofexamples are considered to illustrate the application of partial sums of Chebyshev series for approximate representations of the solutions to the Cauchy problems for ordinary differential equations.