Треба відмітити, що ваги в усіх вузлах однакові. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Треба відмітити, що ваги в усіх вузлах однакові.

Поиск

Треба відмітити, що ваги в усіх вузлах однакові.

- по формулам квадратур Гауса можна обчислювати невласні інтеграли на пів прямій  ; якщо вагова функція рівна  , тоді ортогональними будуть поліноми Лагерра , де  дійсний параметр.

Якщо , тоді для всіх дійсних додатніх значень аргументу  функції  будуть дійсними.

Рис.3 Графік поліномів Лагерра низьких степенів для

Ця формула дає можливість обчислити точне значення інтегралів для функцій – поліномів порядку, не вище 2n − 1, з відповідним вибором вузлів  і ваг . Для знаходження вузлів і ваг квадратури використовують ортогональні поліноми на інтервалі інтегрування       [-1;1].  Вибираючи різні поліноми для різних ваг отримують різні набори вузлів і вагових коефіцієнтів. Для найпоширеніших систем зазвичай виведені аналітичні формули, тому, щоб обчислити інтеграл на довільному проміжку можна зробити заміну змінних і використати стандартні квадратури.                                                                            Квадратури Гауса-Лежандра один з найпоширеніших випадків, коли , тоді для знаходження вузлів і ваг використовують поліноми Лежандра Pn(x), а метод також називають квадратурою Гауса–Лежандра.

 

 

Вузли знаходять як корені поліномів Pn(x). Аналітичного співвідношення для них немає, а для вагових коефіцієнтів n-го порядку формула має вигляд:

 

Значення для деяких квадратур низького порядку наведено в таблиці:

Кількість вузлів, n

Точні значення

Заокруглені значення

Вузли, xi

Ваги, wi

Вузли, xi

Ваги, wi

±0.57735027

0.88888889

±0.77459667

0.55555556

±0.33998104

0.65214515

±0.86113631

0.34785485

0.56888889

±0.53846931

0.47862867

±0.90617985

0.23692689

 

Але існує певна особливість, коли в інтегралі (2) , тоді з’являється особливість (сингулярність) і інтеграл має бути розрахований з урахуванням особливості. Цю особливість, у інтегралі (2) можна показати в явному вигляді:

=

=

Перший інтеграл має особливість, коли точка джерела і точка поля збігаються. Другий же інтеграл знаходиться будь-яким чисельним методом, оскільки має гарну поведінку. В інтегралі з особливістю  можна змінити порядок інтегрування, застосувавши заміну змінних та зробити заміну азимутальної змінної . Зробивши ці перетворення, отримаємо наступний вираз:

де

 

Застосовуючи заміну змінних , виділивши особливість  і використовуючи симетрію , отримаємо:

де . Перший доданок в цьому інтегралі має особливість при  та . В свою чергу, другий доданок, завдяки змінні проміжку інтегрування, що призвело до вилучення особливої точки, може бути розрахований будь-яким чисельним методом. При інтегруванні по , інтеграл з особливістю матиме наступний вигляд:

Отриманий інтеграл вже не є особливим і тому може бути розрахований будь-якими чисельними методами. Подальший аналіз дротів з лінійним розподілом струму є аналогічним, що і для дроту з постійним розподілом струму. Векторний потенціал у цьому випадку запишеться, як:

Перший доданок в цьому інтегралі є особливим і потребує подальшого дослідження, другий же доданок не є особливим і тому може бути розрахований будь-яким чисельним методом.

Після певних перетворень , перший інтеграл можемо записати в такому вигляді:

де, значення  і  зберігаються з минулих обчислень. Розв‘язавши внутрішню частину інтеграла аналітично, отримаємо:

Таким чином, всі інтеграли, які виникають, при впровадженні методу моментів, можна легко і просто розраховані за допомогою інтегрування методом Гауса(зокрема, Гауса - Лежандра).



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2024-06-27; просмотров: 48; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.217.128 (0.008 с.)