第1章 計算と誤差 1 |
1.1 誤差の種類と起源 2 |
1.2 計算精度を調べる方法 5 |
1.3.1 級数の和の加速法 7 |
1.3 無限級数の計算 8 |
第1章の問題 12 |
第2章 関数の近似 13 |
2.1 関数の近似法 14 |
2.2 ラグランジュ補間 15 |
2.2.1 ラグランジュ補間の誤差 21 |
2.3 スプライン補間 24 |
2.4 直交多項式による補間 31 |
2.4.1 チェビシェフ多項式 31 |
2.4.2 ルジャンドル多項式 37 |
第2章の問題 41 |
第3章 数値積分 43 |
3.1 ラグランジュ補間に基づく数値積分 44 |
3.1.1 台形公式 44 |
3.1.2 シンプソン公式 47 |
3.2 ガウス・ルジャンドル積分公式 50 |
3.3 特殊な場合の積分公式 55 |
3.3.1 無限領域での積分 55 |
3.3.2 端点で特異となる場合 58 |
3.3.3 2重指数型積分公式 60 |
第3章の問題 64 |
第4章 非線形方程式 65 |
4.1 3次方程式の解法 66 |
4.2 2分法 67 |
4.3 ニュートン・ラフソン法 71 |
4.3.1 1次元ニュートンラフソン法 71 |
4.3.2 2次元ニュートンラフソン法 73 |
4.3.3 n次元ニュートンラフソン法 78 |
4.4 微分計算ができない関数を含む方程式の数値解法 81 |
4.4.1 割線法 81 |
4.4.2 マラー法 83 |
第4章の問題 88 |
第5章 線形計算 89 |
5.1 連立1次方程式 90 |
5.2 ガウスの消去法 91 |
5.3 LU分解 95 |
5.4 コレスキー分解 101 |
5.5 反復法 104 |
5.5.1 ヤコビ法とガウス・ザイデル法 105 |
5.5.2 SOR法 110 |
5.6 共役勾配法(CG法) 113 |
5.7 固有値計算法 121 |
第5章の問題 128 |
第6章 常微分方程式 131 |
6.1 微分方程式の初期値問題 132 |
6.1.1 1階微分方程式の解と数値解 132 |
6.1.2 オイラー法 136 |
6.1.3 リープ・フロッグ法 144 |
6.1.4 ホイン法 151 |
6.1.5 ルンゲ・クッタ法 154 |
6.1.6 高階微分方程式の初期値問題 159 |
6.1.7 連立1階微分方程式の初期値問題 162 |
6.2 微分方程式の境界値問題 165 |
6.2.1 同次線形微分方程式の境界値問題 166 |
6.2.2 非同次線形微分方程式の境界値問題 177 |
6.2.3 非線形微分方程式の境界値問題 182 |
第6章の問題 184 |
第7章 偏微分方程式 187 |
7.1 偏微分方程式の分類 188 |
7.2 放物型偏微分方程式 189 |
7.3 双曲型偏微分方程式 198 |
7.4 楕円型偏微分方程式 204 |
第7章の問題 208 |
付録 211 |
A 関数の偶奇性 212 |
B テイラー展開(テイラーの公式) 213 |
C 最小2乗法 216 |
D チェビシェフ多項式の性質 217 |
E ルジャンドル多項式の性質 218 |
F プログラム 222 |
問題の略解 229 |
参考文献 241 |
索引 242 |