阿达姆斯外插公式英文解释翻译、阿达姆斯外插公式的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 Adams exptrapolation formula
分词翻译:
阿达的英语翻译:
【机】 adalin
姆的英语翻译:
【医】 mho
斯的英语翻译:
this
【化】 geepound
外的英语翻译:
besides; in addition; not closely related; other; outer; outside; unofficial
【医】 ec-; ecto-; exo-; extra-; xeno-
插的英语翻译:
insert; interpose; thrust
公式的英语翻译:
formula
【计】 formula; transition formula entry
【化】 equation
【医】 F.; formula
专业解析
阿达姆斯外插公式(Adams extrapolation formula)是数值分析中用于求解常微分方程初值问题的一类多步显式方法,英文全称为Adams-Bashforth method。其核心思想是利用已知的前几个时间步长的函数值及导数值,通过多项式外推技术预测下一时刻的解。该方法属于线性多步法范畴,适用于工程计算、天体力学模拟等需要高精度数值解的领域。
从数学形式来看,四阶阿达姆斯外插公式可表示为:
$$
y_{n+1} = y_n + frac{h}{24}(55fn - 59f{n-1} + 37f{n-2} - 9f{n-3})
$$
其中$h$为步长,$f_k=f(t_k,y_k)$表示时刻$t_k$的导数值。该公式通过前四步的梯度信息加权组合实现预测,其截断误差为$O(h)$。
在实际工程应用中,该方法常与隐式的Adams-Moulton公式构成预测-校正系统,这种组合方案被NASA应用于航天器轨道计算。在计算流体力学领域,研究者将其改进为变步长版本以处理边界层方程的刚性问题。
参考文献:
- Numerical Analysis by Burden and Faires (第9版)
- NASA Technical Report Server (NTRS)
- SIAM Journal on Numerical Analysis_论文合集
网络扩展解释
阿达姆斯外插公式(Adams extrapolation formula)是数值分析中用于求解常微分方程初值问题的一种多步显式方法,属于Adams-Bashforth方法的一种。以下从多个维度综合解释该公式:
1.基本定义
阿达姆斯外插公式通过利用前几步的历史数据(如函数值和导数值)构造显式递推关系,预测下一步的解。其核心思想是将微分方程转化为积分方程,并基于插值多项式近似积分项。
2.构造原理
- 积分方程转化:将微分方程 ( y' = f(x, y) ) 在区间 ([xn, x{n+1}]) 上积分,得到积分方程:
$$
y(x_{n+1}) = y(xn) + int{xn}^{x{n+1}} f(x, y(x)) , dx
$$
- 插值多项式近似:用已知的 ( k+1 ) 个历史点(如 ( f(x{n-k}, y{n-k}), dots, f(x_n, y_n) ))构造拉格朗日插值多项式,替代被积函数 ( f(x, y(x)) ),再通过积分得到近似解。
3.典型公式形式
- 四阶显式公式(常用):
$$
y_{n+1} = y_n + frac{h}{24} left( 55fn - 59f{n-1} + 37f{n-2} - 9f{n-3} right)
$$
其中 ( h ) 为步长,( f_i = f(x_i, y_i) )。
4.关键特性
- 显式多步法:计算 ( y_{n+1} ) 时仅依赖前几步的值,无需迭代求解。
- 阶数与截断误差:( k+1 ) 步的阿达姆斯外插公式具有 ( k+1 ) 阶精度,局部截断误差为 ( O(h^{k+2}) )。
- 初值依赖:需通过单步法(如四阶龙格-库塔法)预先计算前几个点的值,再启动多步递推。
5.应用场景
主要用于常微分方程的数值求解,例如物理模拟、工程问题中的动态系统分析。其显式特性适合非刚性方程,但稳定性较隐式方法差。
注意事项
- 与隐式Adams-Moulton公式(内插法)相比,外插公式计算量小但稳定性较弱。
- 实际应用中需结合步长控制策略以提高精度。
如需具体算法实现步骤或误差分析细节,可进一步参考数值分析教材或专业文献。
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