题目
29 [判断题] 若φ(x)为毕卡逼近序列(φn(x))的极限,则有|φ(x)-φn(x)|≤____答:(ML^n)/((n+1)!)h^n+1A 对B 错
29 [判断题] 若φ(x)为毕卡逼近序列{φn(x)}的极限,则有|φ(x)-φn(x)|≤____
答:$\frac{ML^{n}}{(n+1)!}h^{n+1}$
A 对
B 错
题目解答
答案
毕卡逼近序列 $\{\varphi_n(x)\}$ 的误差界为:
\[
|\varphi(x) - \varphi_n(x)| \leq \frac{M}{L} \frac{(L|x - x_0|)^{n+1}}{(n+1)!},
\]
其中 $M = \max_{(x, y) \in R} |f(x, y)|$,$L$ 为李普希茨常数,$x_0$ 为初始点。令 $h = |x - x_0|$,则:
\[
|\varphi(x) - \varphi_n(x)| \leq \frac{M L^n}{(n+1)!} h^{n+1}.
\]
与题目中给定的表达式一致,故答案为:
\[
\boxed{A}
\]
解析
考查要点:本题主要考查毕卡逼近法(逐次逼近法)的误差估计公式,涉及微分方程数值解的基本理论。
解题核心思路:
- 毕卡逼近法通过迭代生成逼近序列$\{\varphi_n(x)\}$,其误差与李普希茨常数$L$、初始区间长度$h$及迭代次数$n$相关。
- 误差公式的关键形式为:误差项与$(Lh)^{n+1}$成正比,且分母为$(n+1)!$,分子包含$f(x,y)$的最大模$M$。
- 题目中的表达式需与标准误差公式对比,验证其形式是否一致。
破题关键点:
- 明确误差公式中$L$的指数为$n$,而非$n+1$。
- 确认$h^{n+1}$与$(n+1)!$的对应关系,排除混淆项。
毕卡逼近法的误差估计公式为:
$|\varphi(x) - \varphi_n(x)| \leq \frac{M}{L} \cdot \frac{(Lh)^{n+1}}{(n+1)!},$
其中:
- $M = \max_{(x,y) \in R} |f(x,y)|$,为$f(x,y)$在区域$R$上的最大模,
- $L$为$f(x,y)$关于$y$的李普希茨常数,
- $h = |x - x_0|$为积分区间长度。
化简公式:
将$\frac{M}{L} \cdot (Lh)^{n+1}$展开,得到:
$\frac{M}{L} \cdot L^{n+1} h^{n+1} = M L^n h^{n+1}.$
因此,误差公式可进一步表示为:
$|\varphi(x) - \varphi_n(x)| \leq \frac{M L^n}{(n+1)!} h^{n+1}.$
结论:题目中给出的表达式与标准误差公式完全一致,故答案为A 对。