Page 801 - Chapra y Canale. Metodos Numericos para Ingenieros 5edición_Neat
P. 801

26.2  MÉTODOS DE PASOS MÚLTIPLES                                 777

                                         Observe que los lados derechos de las ecuaciones (26.18) y (26.25) son idénticos, con
                                         excepción del argumento de la tercera derivada. Si la tercera derivada no tiene una va-
                                         riación apreciable en el intervalo dado, supondremos que los lados derechos son iguales
                                         y, por lo tanto, los lados izquierdos deberían ser equivalentes, como:
                                             E =−  y 0 i+1 −  y m                                        (26.26)
                                                        i+1
                                              c
                                                     5
                                         Así, llegamos a una relación que puede utilizarse para estimar el error de truncamiento
                                                                                   0
                                                                                                    m
                                         por paso con base en dos cantidades [el predictor (y  i+1 ) y el corrector (y  i+1 ), que son
                                         producidos durante el cálculo.
                         EJEMPLO 26.3    Estimación del error de truncamiento por paso
                                         Planteamiento del problema.  Con la ecuación (26.26) estime el error de truncamien-
                                         to por paso del ejemplo 26.2. Observe que los valores verdaderos en x = 1 y 2 son 6.194631
                                         y 14.84392, respectivamente.
                                         Solución.  En x  = 1, el predictor es 5.607005 y el corrector es 6.360865. Se sustituyen
                                                      i+1
                                         estos valores en la ecuación (26.26):
                                             E =−  6 360865.  − 5 607005.  =−0 1507722.
                                              c
                                                          5
                                         que no está lejos del error exacto,
                                            E  = 6.194631 – 6.360865 = –0.1662341
                                             t
                                            En x  = 2, el predictor es 13.44346 y el corrector es 15.30224, que se utiliza para
                                                i+1
                                         calcular:
                                             E =−  15 30224.  −13 44346.  =−0 3717550.
                                              c
                                                          5
                                         que tampoco está lejos del error exacto, E  = 14.84392 – 15.30224 = –0.4583148.
                                                                          t

                                            La facilidad con que se estima el error mediante la ecuación (26.26) proporciona
                                         una buena forma de ajustar el tamaño de paso, durante el proceso de cada cálculo. Por
                                         ejemplo, si la ecuación (26.26) indica que el error es mayor que un nivel aceptable, el
                                         tamaño de paso podrá disminuirse.
                                         Modificadores.  Antes de analizar los algoritmos de cómputo, es necesario observar
                                         otras dos maneras en que el método de Heun sin autoinicio puede volverse más exacto
                                         y eficiente. Primero, habrá que percatarse de que además de ofrecer un criterio para el
                                         ajuste del tamaño de paso, la ecuación (26.26) representa una estimación numérica de
                                         la discrepancia entre el valor final corregido en cada paso y  y el valor verdadero. Así,
                                                                                        i+1
                                         ésta puede sumarse directamente a y i+1  para mejorar aún más el estimado:
                                                        m
                                              m
                                                   m
                                             y i+1  ←  y i+1  −  y i+1 −  y 0 i+1                        (26.27)
                                                          5
                                         La ecuación (26.27) se conoce como modificador del corrector. (El símbolo ← se lee
                                                                                               m
                                         “es remplazado por”.) El lado izquierdo es el valor modificado de y  i+1 .



                                                                                                         6/12/06   14:02:33
          Chapra-26.indd   777                                                                           6/12/06   14:02:33
          Chapra-26.indd   777
   796   797   798   799   800   801   802   803   804   805   806