Métodos de dos pasos de noveno orden con longitudes de paso variables
Autores: Alqahtani, Rubayyi T.; Simos, Theodore E.; Tsitouras, Charalampos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Métodos de dos pasos de noveno orden con longitudes de paso variables
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Técnica numérica
Algoritmo de control de tamaño de paso
Rutina de interpolación
Ecuaciones diferenciales
Eficiencia computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga una técnica numérica de noveno orden ampliamente reconocida dentro de la familia explícita de métodos de dos pasos (también conocidos como métodos híbridos de tipo Numerov). Para mejorar su rendimiento, incorporamos un algoritmo de control de tamaño de paso económico que, después de cada iteración, ya sea conserva la longitud de paso actual, la reduce a la mitad o la duplica. Cualquier punto adicional fuera de la cuadrícula necesario por esta estrategia se calcula utilizando una rutina de interpolación local. Experimentos numéricos indicativos confirman las sustanciales ganancias de eficiencia realizadas por este método. Es particularmente hábil para resolver ecuaciones diferenciales con dinámicas oscilatorias, brindando alta precisión con menos evaluaciones de funciones. Además, se proporciona una implementación detallada en Mathematica, mejorando la usabilidad y fomentando una mayor investigación en el campo. Al mejorar simultáneamente la eficiencia computacional y la precisión, este trabajo ofrece una contribución significativa a la comunidad de análisis numérico.
Descripción
Este estudio investiga una técnica numérica de noveno orden ampliamente reconocida dentro de la familia explícita de métodos de dos pasos (también conocidos como métodos híbridos de tipo Numerov). Para mejorar su rendimiento, incorporamos un algoritmo de control de tamaño de paso económico que, después de cada iteración, ya sea conserva la longitud de paso actual, la reduce a la mitad o la duplica. Cualquier punto adicional fuera de la cuadrícula necesario por esta estrategia se calcula utilizando una rutina de interpolación local. Experimentos numéricos indicativos confirman las sustanciales ganancias de eficiencia realizadas por este método. Es particularmente hábil para resolver ecuaciones diferenciales con dinámicas oscilatorias, brindando alta precisión con menos evaluaciones de funciones. Además, se proporciona una implementación detallada en Mathematica, mejorando la usabilidad y fomentando una mayor investigación en el campo. Al mejorar simultáneamente la eficiencia computacional y la precisión, este trabajo ofrece una contribución significativa a la comunidad de análisis numérico.