2.2.2 Méthode Runge-Kutta d'ordre 2 (RK2)
La méthode RK du deuxième ordre produit deux
coéfficients K1; K2 qui permettent d'écrire
h
h:f (xn; yn) l h:f
(xn + 2;yn + 21
I
+ xl+K2 /
Yn 2
:
2.2.3 Méthode Runge-Kutta d'ordre 4 (RK4)
On applique la méthode de Runge-Kutta d'ordre plus
élevé (RK4) pour obtenir plus de précision ; mais en
doublant le temps de calcul puisqu'on procède de 4 évaluations de
f.
{
K1 = h:f (xn; yn)
h K1
K2 = h:f(~
xn+2;yn+ 2
h K2
K3 = h:f(xn+2;yn+ 2
K4 = h:f (xn +
h;yn + K3)
|
:
|
K4
K2
6
3 +
K1 + 6
K3 + 3
yn+1 = yn +
Exemple 2.2.1 On considère
l'exemple (2.1.1) et on applique la méthode de Runge-Kutta d'ordre 2
(RK2).
On a :
h h
yn+1 = yn +
hf(xn + 2;yn +
2f(xn;yn))
Alors, pour n = 0 :
h h
y1 = y0 + hf(x0 + 2 ; y0 + 2 f(x0; y0))
0:05 0:05
= 1 + 0:05f(0 + 2 ; 1 + 2 f(0;1))
= 1 + 0:05f(0:025; 1) = 0:9975
2.3 La convergence des méthodes numériques
14
e, = jy (xn) - ynj
En suivant les mêmes étapes de calcul, on
obtient le tableau suivant :
x,
|
0
|
0:05
|
0:10
|
0:15
|
0:20
|
0:25
|
0:30
|
0:35
|
0:40
|
0:45
|
0:50
|
y,
|
1:0000
|
0:9975
|
0:9900
|
0:9777
|
0:9607
|
0:9393
|
0:9138
|
0:8846
|
0:8520
|
0:8165
|
0:7786
|
|
y0 ,
|
1:0000
|
0:9975
|
0:9900
|
0:9778
|
0:9608
|
0:9394
|
0:9139
|
0:8847
|
0:8521
|
0:8167
|
0:7788
|
avec y, est la solution approchée, et y0 ,
est la solution exacte du problème de Cauchy (2.1.3).
Remarque 2.2.1 On remaque que les
solutions obtenues sont très proches de la solution exacte, voir figure
2.
Figure 2
|