Les méthodes de Runge-Kutta Méthode de Runge-Kutta

Soit y=f(x) une fonction numérique définie et dérivable sur un intervalle I et soit F une fonction des variables x et y. Pour résoudre de façon approchée l’équation différentielle du 1er ordre y’=F(x,y), on peut utiliser la méthode de Runge-Kutta, plus performante que celle d’Euler.

1. Historique

Cette méthode de résolution approchée d’une équation différentielle a été proposée en 1901 par les deux mathématiciens allemands Carl Runge (1856-1927) et Martin Wilhem Kutta (1867-1944).

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Carl Runge (1856-1927)

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Martin W. Kutta (1867-1944)

2. Cas d’une équation différentielle du premier ordre

Comme dans le cas de la méthode proposée par Euler, il s’agit de construire une suite récurrence y’(i) qui approchera la solution cherchée y(x).

Posons I=[a;b]. x0 étant un nombre de cet intervalle, supposons connue la condition initiale y0=y(x0). Dans ces conditions, l’équation différentielle y’=F(x,y) admet en général une solution unique. Choisissons un nombre x dans l’intervalle [a;b] et proposons-nous de calculer y(x) de manière approchée. Pour cela, on divise l’intervalle [x0;x] en n parties égales et on pose images/04eq61.png d’où xi = x0 + ih pour 0  i n.
On détermine ensuite, pour...
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