跳轉到內容

數值方法資格考試問題和解答(馬里蘭大學)/2009 年 8 月 667

來自華夏公益教科書,開放的書籍,開放的世界

給定二點邊值問題

問題 4a

[編輯 | 編輯原始碼]

基於等距點上的分段線性元素,為該問題建立有限元逼近。確定適當範數下的收斂速度

解答 4a

[編輯 | 編輯原始碼]

找到 使得對於所有



或者在分部積分後,幷包含初始條件

離散變分形式

[編輯 | 編輯原始碼]

分段線性


的基底;





找到 使得對於所有的



由於 構成一個基



因此我們有方程組


對於




收斂速度

[編輯 | 編輯原始碼]

一般來說,我們可以用 Cea 引理來獲得



特別地,我們可以考慮 作為 Lagrange 插值,我們將其表示為 。 然後,


.


很容易證明有限元解在節點上是精確的。 然後它與 Lagrange 插值一致,我們有以下點估計


問題 4b

[編輯 | 編輯原始碼]

解釋 是否是 (a) 部分收斂的必要條件。

解答 4b

[編輯 | 編輯原始碼]

如果 ,則剛度矩陣是對角佔優的,因此可解。



華夏公益教科書