Runge-Kutta-Verfahren mit Schrittweitenanpassung
Programm zur Integration der Gleichung y'(x) = 4*Exp(0.8x) - 0.5y(x) mittels
des Runge-Kutta-Verfahrens vierter Ordnung mit Schrittweiteanpassung.
program RungeKuttaSchrittweiteangepasst(input, output);
{Integration der Gleichung y'(x) = 4*Exp(0.8x) - 0.5y(x) mittels
des Runge-Kutta Verfahren 4.Ordnung mit Schrittweiteanpassung}
var
x0, y0: double; {Anfangswerte}
xf: double; {Endwert}
h: double; {Schrittweite}
x, y, x1, y1, x2, y2, x3, y3: double;
k1, k2, k3, k4, q: double;
function fxy(x, y: double): double; begin
fxy := 4.0*Exp(0.8*x) - 0.5*y
end; {fxy}
procedure init; begin
writeln('Darstellung der Loesung einer expliziten Differentialgleichung');
writeln('mittels des Runge-Kutta-Verfahren mit Schrittweiteanpassung am');
writeln('Beispiel y`(x) = 4*Exp(0.8x) - 0.5y(x)');
writeln;
writeln('Geben Sie bitte die Anfangswerte ein');
readln(x0, y0);
writeln('Geben Sie nun an, bis zu welchem x-Wert y(x) berechnet werden soll.');
readln(xf);
writeln('Und in welcher Schrittweite sollen die x-Werte liegen?');
readln(h);
while (xf - x0)*h < 0 do begin
writeln('Von ', x0:1:3,' aus koennen Sie ', xf:1:3,' in Schritten von ', h:1:3,' nicht erreichen.');
writeln('Geben Sie noch einmal den Endwert und die Schrittweite ein.');
readln(xf, h)
end; {while}
x := x0;
y := y0;
writeln('x y')
end; {init}
procedure result; begin
writeln( x:1:5,' ', y:1:5)
end; {result}
begin {Runge-Kutta-Schr}
init;
while x < xf do begin
k1 := fxy(x, y);
x1 := x + h/2.0;
y1 := y + k1*h/2.0;
k2 := fxy(x1, y1);
x2 := x1;
y2 := y + k2*h/2.0;
k3 := fxy(x2, y2);
q := Abs((k3 - k2)/(k2 - k1));
if q < 0.1 then begin
x3 := x + h;
y3 := y + k3*h;
k4 := fxy(x3, y3);
y := y + (1.0/6.0)*(k1 + 2.0*k2 + 2.0*k3 + k4)*h;
x := x + h;
result;
if q < 0.025 then begin
h :=2.0*h
end; {if}
end else begin {if}
h :=h/2.0
end {if}
end {while}
end. {Runge-Kutta-Schr}