Método de Runge-Kutta

Essa calculadora online implementa o método de Runge-Kutta, que é um método numérico de quarta ordem para resolver uma equação diferencial do primeiro grau com um determinado valor inicial.

Esta página existe graças aos esforços das seguintes pessoas:

Timur

Timur

Clecius Brandao

Criado: 2020-07-07 23:17:09, Ultima atualização: 2020-11-03 14:19:39
Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 (Unported)

Este conteúdo é licenciado de acordo com a Licença Creative Commons de Atribuição/CompartilhaIgual 3.0 (Unported). Isso significa que você pode redistribuir ou modificar livremente este conteúdo sob as mesmas condições de licença e precisa atribuir ao autor original colocando um hyperlink para este trabalho no seu site. Além disto, favor não modificar qualquer referência ao trabalho original (caso houver) que estiverem contidas neste conteúdo.

Você pode usar essa calculadora para resolver equações diferenciais de primeiro grau com um determinado valor inicial utilizando o método de Runge-Kutta, também conhecido como método de Runge-Kutta clássico (porque de fato há uma família de métodos de Runge-Kutta) ou RK4 (porque é um método de quarta ordem).

Para usar esse me´todo, você deve ter a equação diferencial no formato
y \prime = f(x,y)
e inserir o lado direito da equação f(x,y) no campo y' abaixo.

Você também precisa do valor inicial como
y(x_0)=y_0
e do ponto x para o qual você quer aproximar o valor y.

O último parâmetro de um método - um tamanho de etapa, é literalmente uma etapa para computar a próxima aproximação de uma curva de função.

Os detalhes do método podem ser encontrados abaixo da calculadora.

PLANETCALC, Método de Runge-Kutta

Método de Runge-Kutta

Dígitos após o ponto decimal: 2
Equação diferencial
 
Valor aproximado de y
 
O arquivo é muito grande; pode ocorrer lentidão do navegador durante o carregamento e a criação.

O método de Runge-Kutta

Assim como o método de Euler e o método do ponto médio, o método de Runge-Kutta é um método numérico que começa a partir de um ponto inicial e então segue uma etapa curta adiante para encontrar o próximo ponto de solução.

A fórmula para computador o próximo ponto é
y_{n+1}=y_n+\frac{1}{6}(k_1+2k_2+2k_3+k_4) \\ x_{n+1}=x_n+h

onde h é o tamanho da etapa e

k_1=hf(x_n,y_n) \\ k_2=hf(x_n+\frac{h}{2}, y_n+\frac{k_1}{2}) \\ k_3=hf(x_n+\frac{h}{2}, y_n+\frac{k_2}{2}) \\ k_4=hf(x_n+h, y_n+k_3)

O erro de truncamento local de RK4 é de ordem O\left(h^5\right), dando um erro de truncamento global de ordem O\left(h^4\right).

URL copiado para a área de transferência
PLANETCALC, Método de Runge-Kutta

Comentários