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La recursividad relación de la cuarta orden de Runge-Kutta de segundo método aplicado en el sistema de

Estoy tratando de aplicar el de Gauss-Legendre método de cuarto orden (como método de Runge-Kutta) en el siguiente sistema de ecuaciones

$$\left\{ \begin{matrix} \dot{a} =& -b \\ \dot{b} =& a \\ \end{de la matriz} \right.$$

y quiero que el resultado sea una relación de recurrencia, es decir, de la forma

$$\begin{pmatrix} a_{n+1} \\ b_{n+1} \end{pmatrix}= \begin{pmatrix} d_1 & d_2 \\ d_3 & d_4 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} a_{n} \\ b_{n} \end{pmatrix}$$

donde todavía tiene que encontrar la $d$ elementos. El problema que estoy luchando con es que el $c$-elementos de la carnicería tableau (de Gauss-Legendre método de orden 4), se $c_1 = \frac{1}{2}-\frac{\sqrt{3}}{6}$$c_2=\frac{1}{2}+\frac{\sqrt{3}}{6}$, lo que se traducirá en una diferente paso de discretización de la $a_{n+1} = a_n + h$ $b_{n+1} = b_n + h$ de la recurrencia de la relación. Cualquier consejos y ayuda, son bienvenidos!

Edit: el carnicero de tableau para el 2-pasos de Gauss-Legendre (método de cuarto orden) está dada por

\begin{array}{c|ccc} \frac{1}{2}-\frac{\sqrt{3}}{6} & \frac{1}{4} & \frac{1}{4}-\frac{\sqrt{3}}{6}\\ \frac{1}{2}+\frac{\sqrt{3}}{6} & \frac{1}{4}+\frac{\sqrt{3}}{6} & \frac{1}{4} \\ \hline & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{array}

Añadido: estas son las ecuaciones que tengo en el momento

$$ a_{n+1} = a_n + \frac{1}{2}hk_1 + \frac{1}{2}hk_2 \\ \, \, k_1 = f(t_n + (\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3}}{6})h, a_n + \frac{1}{4}k_1 + (\frac{1}{4}-\frac{\sqrt{3}}{6})k_2) \\ \, \, k_2 = f(t_n + (\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{6})h, a_n + (\frac{1}{4}+\frac{\sqrt{3}}{6})k_1 + \frac{1}{4}k_2) $$ El mismo tiene para la $b$ parte (con $g$ en lugar de $f$).

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ABC Puntos 511

Para aquellos que estén interesados, la solución la he encontrado haciendo uso de una variante de la definición de un método de Runge-Kutta.

Tenemos dos funciones $$ f_1(a,b) = -b \\ f_2(a,b) = \,\,\,\, un \\ $$

y el método de Runge-Kutta relación $$ Y_i = y_n + h \sum_{i=1}^s a_{i,j} f(Y_i) $$

Haciendo uso de esta relación, se obtiene $$ \begin{cases} A_1 = a_0 + h\left(-\frac{1}{4}B_1 -\left(\frac{1}{4}-\frac{\sqrt{3}}{6}\right)B_2\right) \\ B_1 = b_0 + h \left( \frac{1}{4}A_1 + \left( \frac{1}{4}-\frac{\sqrt{3}}{6}\right)A_2 \right) \\ A_2 = a_0 + h\left(-\left(\frac{1}{4}+\frac{\sqrt{3}}{6}\right)B_1 -\frac{1}{4}B_2\right) \\ B_2 = b_0 + h \left( \left(\frac{1}{4} + \frac{\sqrt{3}}{6}\right)A_1 + \frac{1}{4}A_2 \right) \end{casos} $$

Este es un conjunto de ecuaciones en función de $a_0$$b_0$, lo que nos puede resolver haciendo uso de software de computadora. Supongamos que hemos encontrado $A_1$, $B_1$, $A_2$ y $B_2$ en términos de$a_0$$b_0$, entonces podemos utilizar la siguiente ecuaciones

$$ a_{n+1} = a_n + h \left( b_1 \cdot f_1(A_1,B_1) + b_2 \cdot f_1(A_2, B_2) \right) \\ b_{n+1} = b_n + h \left( b_1 \cdot f_2(A_1,B_1) + b_2 \cdot f_2(A_2, B_2) \right) \\ $$ donde el $b_1$'s en el lado derecho están los métodos de Runge-Kutta los coeficientes de ($b_1 = b_2 = \frac{1}{2}$)

La sustitución de las relaciones de $A_1$, $B_1$, $A_2$, $B_2$ y escribir esto en notación matricial resultados en

$$ \begin{bmatrix} a_{n+1} \\ b_{n+1} \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} \frac{h^4-60h^2+144}{h^4+12h^2+144} & \frac{12h(h^2-12)}{h^4+12h^2+144} \\ -\frac{12h(h^2-12)}{h^4+12h^2+144} & \frac{h^4-60h^2+144}{h^4+12h^2+144} \end{bmatrix} \cdot \begin{bmatrix} a_n \\ b_n \end{bmatrix} $$

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