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[con dudas] 2d parcial 2/07/04 ej 5

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Dice...

Se debe usar el método de Taylor de orden dos con paso h menor que 1 para aproximar la solución de

$$y'(t)=sen(y(t))+cos(y(t))$$
$$y(2)=1$$

Hallar h par que al calcular x en t=2.5 el error no supere \(10^{-2}\)

Bueno, voy a usar que \(\vert e_{j}\vert\leq \frac{\tau_{max}}{k}(e^{k(x_{j}-x_0)}-1)\)
O sea que en este caso : \(\vert e_{1}\vert\leq \frac{\tau_{max}}{k}(e^{0.5k}-1)\)

Bueno primero calculo la k de Lipschitz:

$$\phi(t,y,h)=f+\frac{h}{2}(f'_t+f.f'_y)$$
O sea que \(\phi(t,y,h)=seny+cosy+\frac{h}{2}(cos^{2}y+sen^{2}y=seny+cosy+\frac{h}{2}cos(2y)\)

Bueno entonces: \(\vert\phi(t,y,h)-\phi(t,x,h)\vert=\vert seny+cosy+\frac{h}{2}cos(2y)-senx-cosx-\frac{h}{2}cos(2x)\vert\leq\vert y-x\vert +\frac{h}{2}\vert 2y-2x\vert + \vert y-x\vert=(2h+1)\vert y-x\vert\)

Aclaro que usè el hecho de que \(\vert senx-seny\vert\leq\vert x-y\vert\)

PRIMER PROBLEMA.... la k de lipschitz me queda en función de h... ¿ta bien?

Ponele que si... seguimos

Para acotar \(\tau_{max}\) uso que \(\tau_{max}\leq \frac{\Vert y''\Vert_{\infty}}{3!}h^{2}\)

Acoto y'':

$$y'=seny+cosy$$
\(y''=cosy.y'-seny.y'=y'(cosy-seny)\) Reemplazando y' enesta expresiión: \(y''=cos^{2}y-sen^{2}y=cos(2y)\) Derivo
$$y'''=-2sen(2y).y'=-2sen(2y)(seny+cosy)\leq 2\sqrt{2}$$

Bueno entonces...

$$\tau_{max}\leq\frac{2\sqrt{2}}{3!}h^{2}$$

Entonces me queda un h feo de despejar....

$$\vert e_{1}\vert\leq\frac{2\sqrt{2}h^{2}}{3!(2h+a)}(e^{0.5(2h+1)}-1)[/$$

¿que hacemooooooooo?

Yo lo que hago cuando me quedan h, como h es la distancia que hay entre punto y punto que vas tomando, en definitiva es más chico que la distancia de todo el intervalo... entonces lo acotaría por 2.5-2 en este caso. No sé si está bien..

También podés pedir \(h<1\) o algún valor dado, después despejar el \(h\) y verificar al final si es consistente la cota inicial de\(h\). En general, si no es el método de Euler, te va a quedar con el \(h\) la constante de Lipschitz.
Saludos.

Firma

I offer her that kernel of myself that I have saved, somehow; the central heart that deals not in words, traffics not with dreams and is untouched by time, by joy, by adversities

Entiendo las dos opciones...

En tal caso, ¿cuàl de todos los h habría que acotar de modo que cuando asegure que no se erre en más que \(10^{-2}\) no haya tomado un h "demasiado" grande?

què rebuscada la pregunta!! o sea... Cómo hago para asegurar un h mínimo? o al menos lo menor posible?

Es que, mientras el \(h\) con el que empezás te de un \(h\) razonable, no hay drama. Una manera es tomar primero \(h<1\), luego achicar un poco \(h\), como \(h<0,1\)... o sea, empezás con alguna cota y comenzás a afinar.
Espero que se entienda lo que digo...
Saludos