Есть ответы
Теорема Самарского - точная формулировка?

Готовлюсь к экзамену по численным методам, нужна точная формулировка теоремы Самарского (про устойчивость разностных схем). В лекциях у нас написано коротко и без строгих условий, в учебнике тоже как то размыто.

Если кто знает точную формулировку - буду очень благодарен. Интересует именно та, что про равносильность аппроксимации и устойчивости к сходимости.

32
Эксперт • 4 ответа

Теорема Самарского (о сходимости разностных схем):

Пусть дана корректно поставленная задача и её разностная схема. Если разностная схема аппроксимирует исходную задачу с порядком p по шагу h и является устойчивой, то она сходится к точному решению, причём погрешность сходимости имеет тот же порядок p.

Формально: схема сходится тогда и только тогда, когда она аппроксимирует задачу И устойчива. Это принцип "аппроксимация + устойчивость = сходимость".

Ключевые условия:

  • Задача должна быть корректно поставлена (по Адамару: существование, единственность, устойчивость непрерывного решения).
  • Аппроксимация понимается как стремление невязки к нулю при h -> 0.
  • Устойчивость - ограниченность нормы обратного оператора разностной схемы равномерно по h.

Именно это и есть центральный результат, который Самарский называл "теоремой о необходимом и достаточном условии сходимости". В разных учебниках формулировка немного отличается по строгости, но суть одна.

Аватар Михаил Захаров

Спасибо огромное! Именно это и нужно было, особенно про условие Адамара - у нас преподаватель об этом вскользь говорил, а тут все по полочкам.

6
Эксперт • 1 ответ

Коротко: аппроксимация + устойчивость = сходимость. Это вся суть теоремы. Для экзамена обычно достаточно.

14
Эксперт • 2 ответа

Дополню: в оригинальной монографии Самарского и Гулина "Численные методы" (1989) эта теорема идет в главе про общую теорию разностных схем. Там формулировка чуть строже - через операторные уравнения Au = f в банаховых пространствах. Если нужна именно она для экзамена, стоит посмотреть первоисточник, некоторые преподаватели требуют именно операторную запись.

0
Эксперт • 2 ответа

Кажется там еще что то про норму пространства... но точно не помню, у нас это в третьем семестре было и я честно говоря подзабыл детали. Может первый ответ и правильный, просто перепроверь по учебнику на всякий случай

Написать ответ

Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.