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Problem 5.106 [Difficulty: 3] x 1.500 Iteration 0.000 1.500 3.000 4.500 0 3.000 3.000 3.000 3.000 1 3.000 2.400 2.400 2.400 2 3.000 2.366 1.555 1.555 3 3.000 2.366 1.151 -0.986 4 3.000 2.366 1.816 -7.737 5 3.000 2.366 1.310 2.260 6 3.000 2.366 0.601 -0.025 Exact 3.000 2.449 1.732 0.000 x 0.300 Iteration 0.000 0.300 0.600 0.900 1.200 1.500 1.800 2.100 2.400 2.700 3.000 3.300 3.600 3.900 4.200 4.500 0 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 3.000 1 3.000 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2.897 2 3.000 2.896 2.789 2.789 2.789 2.789 2.789 2.789 2.789 2.789 2.789 2.789 2.789 2.789 2.789 2.789 3 3.000 2.896 2.789 2.677 2.677 2.677 2.677 2.677 2.677 2.677 2.677 2.677 2.677 2.677 2.677 2.677 4 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.560 2.560 2.560 2.560 2.560 2.560 2.560 2.560 2.560 2.560 2.560 5 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.438 2.438 2.438 2.438 2.438 2.438 2.438 2.438 2.438 2.438 2.438 6 3.000 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2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.544 1.192 17 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 14.403 0.051 18 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.859 -0.024 19 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.338 -0.051 x x iii i g i gigi gii u u uuuu uuu 1111 021 011 01 1 1 1 ii i i i g i g ii g gi g ii i ii u u ux uu u uu ux uu ux uu 2 1 12 1 2 21 i i ii g g i i g i g i u x u xu u u xu u xu 20 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.538 -0.105 21 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 5.953 -0.239 22 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.805 -1.998 23 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.286 1.195 24 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 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2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -0.041 0.383 35 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -0.088 1.534 36 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -0.204 -0.549 37 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -0.621 198.629 38 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 8.435 -0.624 39 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.831 41.087 40 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.313 0.817 41 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.494 -0.765 42 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 1.379 2.623 43 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.551 1.203 44 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -16.722 0.066 45 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.936 0.377 46 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.392 0.591 47 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.664 -4.391 48 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -0.014 0.813 49 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -0.029 -1.376 50 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -0.061 0.483 51 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -0.135 4.578 52 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -0.347 -0.270 53 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -1.765 -0.603 54 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 1.371 -4.389 55 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.549 1.532 56 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -40.363 0.180 57 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.914 5.316 58 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.379 0.810 59 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 0.627 -0.668 60 3.000 2.896 2.789 2.677 2.560 2.436 2.306 2.168 2.019 1.858 1.679 1.476 1.233 0.899 -0.243 4.652 Exact 3.000 2.898 2.793 2.683 2.569 2.449 2.324 2.191 2.049 1.897 1.732 1.549 1.342 1.095 0.775 0.000 Here are graphs comparing the numerical and exact solutions. 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0 1 2 3 4 5 x u Iterations = 2 Iterations = 4 Iterations = 6 Exact Solution 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0 1 2 3 4 5 x u Iterations = 20 Iterations = 40 Iterations = 60 Exact Solution
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