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Differenzenverfahren zur Lösung partieller Differentialgleichungen

Differenzenverfahren, kurze Erläuterung anhand des Beispiels der Laplacegleichung.
 
Temperatur einer homogenen Platte, deren Ränder auf den Temperaturen
gehalten werden:


 
Diese Gleichung beschreibt ebenfalls den Potentialverlauf in einer quadratischen Ebene, deren Ränder auf den Potentialen gehalten werden.
 
Gitter, die Funktion wird durch ihre Werte an diskreten Gitterpunkten dargestellt

Differenzenquotient,  der Differentialquotient wird durch den Differenzenquotienten genähert:

auf dem Gitter:

Laplacegleichung   auf dem Gitter ():

Differenzengleichung   für die Laplacegleichung auf dem Gitter:

Randwerte, die Werte sind die vorgegebenen Randwerte (z.B. die Temperatur der Platte an den Rändern oder die Potentiale an den Rändern des Bereiches).
 
Die letzte Gleichung ist ein lineares Gleichungssystem aus Gleichungen für die Unbekannten , das nach den bekannten Verfahren gelöst werden kann.

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