در این پایان نامه به معرفی قوانین پایستگی ناپیوسته می پردازیم و روشهای عددی را برای تقریب جواب معادلات دیفرانسیل جزئی هذلولوی در قوانین پایستگی خطی و غیرخطی بررسی می کنیم. سپس نتوابع محدودکننده را برای افزایش مرتبه ی دقت در روشهای عددی به کار می بریم.

در این پایان نامه ابتدا شرایط وجود جواب برای معادلات ماتریسی و غیر خطی x+a^*f(x)a=q را بررسی نموده سپس به تحلیل اختلال در معادلات مذکور می پردازیم. در هر مبحث برای بیان و توضیح مطالب قضایا و مثال های عددی متعدد آورده شده است.

در این رساله رده ای از روش های عددی به نام روش های تخفیف را برای حل دستگاه هذلولوی قوانین پایستگی ارائه می دهیم. در این روش ها برای گسسته سازی نسبت به متغیر مکانی، از روش های بادسو و برای گسسته سازی نسبت به متغیر زمانی، از روش های ضمنی-صریح رانگ کوتا استفاده می کنیم. ثابت می کنیم روش های تخفیف در حد تخفیف صفر برای قوانین پایستگی اسکالر و رده ای از توابع محدود کننده شار، کاهنده نوسان هستند. روش های مورد بررسی برای محاسبات موازی بسیار مطلوب اند و به دلیل استفاده از تجزیه دامنه به راحتی در هندسه های پیچیده قابل اجرا هستند. چگونگی اجرای روش های ارائه شده را با استفاده از پردازش های موازی شرح می دهیم. نتایج عددی برای مسائل یک بعدی و دو بعدی ارائه شده است.

در این پایان نامه ابتدا به معرفی روش های رونگه کوتای صریح و ضمنی می پردازیم و شرایط پایداری برخی از آنها را بیان می کنیم. سپس با استفاده از نظریه گراف ها به نحوه ساخت روش های رونگه کوتا و به تبع آن روشهای رونگه کوتا نیستروم می پردازیم. همچنین روش های تکرا ر موازی و پیشگو- اصلاحگر را در مورد آنها اعمال می کنیم و در نهایت با استفاده از روش رونگه کوتا نیستروم صریح، روش خاصی برای حل معادلات دیفرانسیل نوسانی به دست می آوریم.

در این پایان نامه ما به مطالعه برخی از ماتریس های خاص اما بسیار مهم و کاربردی از جمله ماتریس های سه قطری و ماتریس های حاشیه ای - قطری و ماتریس های x-شکل می بردازیم. همچنین خواص اصلی ان ها یعنی تجزیه lu, معکوس این ماتریس ها, مقادیر و بردارهای ویژه, مسئله مقدار ویژه معکوس و مسئله مقدار تکین معکوس آن ها نیز مورد بررسی قرار گرفته است. برخی از کاربردهای آن ها را مطرح نموده و در آخر برنامه های کامپیوتری هر قسمت اراءه شده است.

در این پایان نامه، ابتدا به معرفی مسئله ی مقدار ویژه مربعی می پردازیم و روشی عددی برای حل این مسئله بیان می کنیم. در ادامه، مسئله ی مقدار ویژه معکوس مربعی را مطرح کرده و جواب کلی این گونه مسائل را به دست می آوریم. در آخر نیز یکی از کاربردهای مهم مسئله ی مقدار ویژه مربعی را مورد بررسی قرار داده و نشان می دهیم که مقادیر ویژه و بردارهای ویژه این مسئله، ارتباط تنگاتنگی با جواب معادله ی دیفرانسیل مرتبه دوم خطی پیدا می کنند.

در این پایان ابتدا مسائل مکان یابی یعنی مسئله مرکز و میانه را معرفی می کنیم. سپس بطور کامل مسئله یافتن p - میانه را بحث می کنیم و نشان می دهیم که p - میانه روی گراف های کلی np- hard می باشد. ولی روی درخت ها الگوریتم با زمان چند جمله ای برای حل آن وجود دارد. بعد مسئله p - مرکز را مورد بحث قرار می دهیم و نشان می دهیم این مسئله روی گراف کلی حتی گراف ساده و درخت ها np- hard می باشد.

هدف اصلی این پایان نامه آشنایی با ماتریس همراه و بررسی کاربرد این ماتریس در مسئله مقدار ویژه معکوس و هم چنین مقادیر ریتس ماتریس های نامنفی است. در این رساله ابتدا تجزیه مقدار تکین و تجزیه qr و تجزیه قطبی ماتریس همراه را محاسبه نموده و سپس کران هایی برای مقادیر ویژه این ماتریس ارائه می دهیم. پس از آن در بخشی دیگر ماتریس پنج قطری متشابه با ماتریس همراه و بردارهای ویژه ماتریس همراه را به دست می آوریم و در نهایت به ساخت ماتریس نامنفی برای طیفی ناصفر با استفاده از ماتریس همراه می پردازیم. هم چنین روش ساخت یک ماتریس بالا هسنبرگ یکه نامنفی با استفاده از مقادیر ریتس داده شده و ماتریس همراه و گراف ebl را بیان می کنیم.

در این پاین نامه ابتدا چند روش عددی را برای حل دستگاه های معادلات خطی به روش تکراری معرفی کرده و به همگرایی آن ها می پردازیم.سپس به بیان پیش شرط سازی پرداخته و نشان می دهیم چگونه استفاده از این پیش شرط سازها باعث بهتر شدن نرخ همگرایی می شود و در ادامه با ارائه یک مثال عددی نتایج کار خویش را به صورت عملی نیز نشان می دهیم.

در این پایان نامه با روش های تفاضل متناهی فشرده و انتگرال و مشتق کسری یک تابع آشنا می شویم. معادلات دیفرانسیل جزئی استاندارد گرما و هذلولوی مرتبه ی دوم را با روش های تفاضل متناهی فشرده حل می کنیم و سپس به حل معادلات دیفرانسیل جزئی کسری با روش های تفاضل متناهی فشرده می پردازیم. این معادلات شامل معادله واکنش زیر گرمای کسری و معادله موج - گرمای کسری است.

در این پایان نامه انتگرال ومشتق کسری یک تابع معرفی می شود. همچنین حل انواع معادلات گرمای کسری و پخش - وزش کسری با استفاده از روش تفاضل متناهی ارائه می شود.

abstract in this thesis at first we comput the determinant of hankel matrix with enteries a_k (x)=?_(m=0)^k??((2k+2-m)¦(k-m)) x^m ? by using a new operator, ? and by writing and solving differential equation of order two at points x=2 and x=-2 . also we show that this determinant under k-binomial transformation is invariant.

در این پایان نامه انتگرال ها و مشتقات کسری و برخی از ویژگی های آنها را معرفی می کنیم. همچنین معادلات فوکر - پلانک کسری و معادله گرما - موج کسری را معرفی می کنیم و با روش های تفاضل متناهی به حل آنها می پردازیم.

اندیس های توپولوژیکی بسیار زیادی وجود دارند که در علم شیمی به خصوص در تحقیقات qspr/qsar کاربرد دارند. بسیاری از خواص فیزیکی-شیمیایی مولکول ها را می توان به کمک اندیس های توپولوژیکی بررسی و پیش گویی کرد. در این پایان نامه سه نوع اندیس توپولوژیکی هندسی-حسابی معرفی می شود و کاربردهای این اندیس ها به طور مفصل مورد بررسی قرار می گیرد. مشخص کردن کران های بالا و پایین برای این اندیس ها در گراف ها به ویژه در درخت ها، گراف ها و درخت های مولکولی از جمله مواردی است که در این رساله مورد بررسی قرار می گیرد. نهایتا روشی جدید برای یافتن کران پایین اولین اندیس هندسی-حسابی در مجموعه ای خاص از گراف ها بیان می شود.

در این رساله ابتدا کران هایی برای فاصله یک چندجمله ای دلخواه از مجموعه چندجمله ای های یک مقدار ویژه مضاعف معلوم هستند به دست می آوریم و سپس این مساله را بسط داده و برای فاصله یک چندجمله ای دلخواه از مجموعه چندجمله ای های دارای دو مقدار ویژه معلوم کران های بالا و پایین به دست می آوریم.

در این پایان نامه ابتدا ماتریس فاصله معرفی و برخی ویژگی های هندسی آن و همچنین رابطه آن با برخی ماتریس های نیمه معین مثبت بیان می شود،در ادامه انواع خاص این ماتریس ها اعم از کروی و چند کروی مورد بررسی قرار می گیرد و آخرین فصل را به بررسی چندجمله ای مشخصه و مساله مقدار ویژه معکوس آنها اختصاص می دهیم و دست آوردهای خود که شکافهای موجود در راه حل های پیشین را برطرف می سازد، ارائه می نماییم.

در این پایان نامه ابتدا به معرفی روشی برای یافتن ریشه دوم ماتریس های مربعی که مقدارویژه متمایز دارند می پردازیم و پس از آن ریشه دوم ماتریس های مربعی مرتبه دوم را در حالت های مختلف به دست می آوریم و در ادامه ریشه دوم ماتریس های مربعی مرتبه بالاتر را مورد مطالعه قرار می دهیم.

در این پایان نامه، دو نوع شبکه ی وابسته به زمان بررسی می شود. نوع اول، شبکه ی وابسته به زمانی است که در آن جریان، باید یک یال را در زمان مشخص طی کند. زمان عبور از یال وظرفیت یال، پارامترهای وابسته به زمان هستند. همچنین، جریان می تواند مدت زمانی را در یک راس بماند، که به ظرفیت آن راس بستگی دارد. همه ی این پارامترها، یعنی؛ زمان عبور، ظرفیت یال ها و ظرفیت رئوس توابع گسسته ای از زمان t هستند. مساله، پیدا کردن جواب بهینه برای فرستادن بیشترین جریان ممکن از مبدا به مقصد در زمان مفروض t است. به علاوه، مساله ی جریان جامع ماکزیمم را معرفی می کنیم که جواب بهینه را برای هر ?t t پیدا می کند. نوع دوم، شبکه های تولید جریان پویاست، که جریان به طور پویا در مبدا تولید شده و به طور پویا در مقصد مصرف می شود و کران های جریان یالی برحسب زمان تغییر می کنند. مساله ی ماکزیمم جریان پویا در این قبیل شبکه ها، در افق زمانی از پیش تعیین شده ی t، تعریف شده و به صورت جریان یال و مسیر فرمولبندی می شود. به دلیل ساختار خاصی که این مساله دارد، الگوریتم کلی برای حل آن ارائه می شود که مساله ی ماکزیمم جریان پویا را به صورت مساله ی کمترین هزینه ی غیر پویا حل می کند.

در این پایان نامه در ابتدا مشخص ساز ی اثر صفر برای ماتریس های نا منفی متقارن از مرتبه پنج را مطرح کرده و در ادامه به مسئله وجود و ساختار ماتریس های نامنفی متقارن با طیف حقیقی می پردازیم همچنین مسئله مقدار ویژه معکوس برای ماتریس ها ی نا منفی متقارن از مرتبه 2 تا 6 را که از مسائل پیچیده در جبر خطی عددی بوده است مطرح کرده و این گونه مسائل را حل می کنیم. حل مسئله مقدار ویژه معکوس برای ماتریس های نا منفی متقارن می تواند راهی نو برای حل مسئله مقدار ویژه معکوس برای ماتریس های تصادفی دوگانه متقارن که نوع خاصی از ماتریس های نامنفی متقارن هستند بگشاید.

در این پایان نامه برای حل معادلات دیفرانسیل معمولی یک روش عددی با استفاده از توابع اسپلاین مکعبی در فضای ‎‎c1 معرفی می کنیم و نشان می دهیم که این روش دارای مرتبه دقت 4 بوده و پایدار نامشروط است. ‎ سپس روش تفاضل متناهی فشرده را برای حل معادلات دیفرانسیل جزئی تشریح کرده و با استفاده از این روش تعدادی از معادلات دیفرانسیل جزئی همچون معادله ی پخش وزش‏، شرودینگر و فوکر پلانک را حل می کنیم. روند استفاده از روش فشرده به گونه ای است که با استفاده از گسسته سازی روی مولفه ی مکان‏، معادله دیفرانسیل جزئی را به یک معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل کرده و سپس با استفاده از روش های حل معادله دیفرانسیل معمولی با مرتبه دقت بالا به حل معادله ی به دست آمده می پردازیم. در این پایان نامه از دو روش مقدار مرزی و روش اسپلاین برای حل دستگاه معادلات حاصل استفاده شده است که هر دو روش دارای مرتبه دقت 4 بوده و پایدار نامشروط است.

در این پایان نامه، مسأله ی کمترین هزینه ی معکوس را در دو حالت بررسی می کنیم. در حالت اول، با کمترین تغییرات، بردار هزینه را اصلاح می کنیم تا جریان شدنی به شکل جریان کمترین هزینه درآید و این اصلاح را به وسیله ی فاصله ی همینگ وزن دار اندازه گیری می کنیم. برای این حالت، دو مورد تجمعی و min-max را در نظر می گیریم و برای مورد اول نشان می دهیم که apx-سخت است و برای مورد دوم الگوریتم قویاً چندجمله ای را ارایه می دهیم. در حالت دوم، مسأله ی کمترین هزینه ی معکوس ظرفیت را در نظر می گیریم که در آن با کمترین تغییرات بردار ظرفیت، جریان شدنی ، بهینه می شود. در این حالت دو اندازه فاصله ی و را درنظر می گیریم و نشان می دهیم که مسأله ی کمترین هزینه ی معکوس ظرفیت در حالت ، np-سخت است و برای نرم ، به وسیله ی الگوریتم حریص در زمان چندجمله ای قابل حل است. هم چنین در این پایان نامه، مسأله ی کمترین جریان معکوس را بررسی می کنیم. در مسأله ی کمترین جریان معکوس به دنبال کمترین تغییرات روی کران های پایین و بالای جریان روی یال ها هستیم به طوری که جریان شدنی داده شده، کمترین جریان شود و برای حل این مسأله، الگوریتم های قویاً و ضعیفاً چندجمله ای را پیشنهاد می دهیم.

در این رساله به حل معادلات دیفرانسیل جزئی خطی و غیر خطی با استفاده از توابع پایه ای شعاعی می پردازیم. در فصل دوم به حل معادله برگرز با استفاده از روش سازگار می پردازیم. این روش قادر به حل معادلات دیفرانسیل جزئی خطی و غیر خطی می باشد. در فصل سوم به حل معادلات دو بار همساز خطی و غیر خطی با استفاده از توابع پایه ای شعاعی خواهیم پرداخت. همچنین یک روش بدون شبکه بندی هم مکانی مستقیم برای حل معادلات دوبار همساز خطی تشریح می شود. سپس نتایج حاصل از دو روش با یکدیگر مقایسه می شوند.

در این رساله تقریب تابع سینک را بررسی نموده و حل معادلات انتگرال ولترای نوع دوم خطی و غیرخطی و معادله انتگرال فردهلم نوع دوم را با به کارگیری روش هم مکانی سینک ارائه داده و نیز به حل مسائل مقدار اولیه و مسائل مقدار مرزی مرتبه دوم خطی و غیرخطی با استفاده از این روش می پردازیم. همچنین نحوه کاربرد روش هم مکانی سینک را در حل معادلات انتگرال-دیفرانسیل ولترای مرتبه اول و مرتبه دوم خطی و غیرخطی و معادلات انتگرال-فردهلم مرتبه اول و مرتبه دوم ارائه می دهیم. همگرایی تقریب سینک را به صورت تحلیلی برای معادلات انتگرال ولترا و فردهلم و معادلات انتگرال دیفرانسیل ولترا بررسی کرده و نشان می دهیم مرتب? همگرایی این روش نمایی و به صورت exp(-k?n) است، که در آن k مستقل از n است. جواب به دست آمده از تقریب سینک را در تعدادی از مثال ها با روش رونگه-کوتای ضمنی، تقریب با توابع هار و تقریب سینک-گالرکین مقایسه می کنیم و نتیجه می گیریم نتایج عددی حاصل از تقریب سینک برای مدل های مورد نظر از سه روش فوق بهتر است.

در این رساله عدد وضعیت ماتریس واندرموند و وارونش را بررسی میکنیم.ابتدا نشان می دهیم که این ماتریس تجزیه qr دارد و به وسیله چند جمله ای چبیشف عدد وضعیت فروبنیوسی این ماتریس را روی زیر ماتریس های اصلی آن میابیم.سرانجام به وسیله تجزیه lu ماتریس واندرموند و ماتریسش عدد وضعیت بهینه تری برای ماتریس واررون واندرموند پیدا می کنیم.مسلما این عدد وضعیت برای ماتریس واندرموند نیز تلقی می شود.

در این پایان نامه به ارائه روش تفاضل متناهی فشرده مرتبه 4 برای حل عددی معادلات دیفرانسیل پاره ای خطی و غیر خطی می پردازیم. این معادلات شامل معادله شرودینگر یک بعدی خطی و غیرخطی، معالاه شرودینگر دو بعدی خطی و غیر خطی، معادله تلگراف و وزش دو بعدی هستند. کلیه ی روش های ارائه شده برای معادلات یک بعدی، دو بعدی، خطی و غیر خطی، پایدار نامشروط بوده و نرخ همگرایی از مرتبه 4 نسبت به متغیر فضا و 2 نسبت به متغیر زمان را دارند.

گراف ‎n‎ رأسی ‎g=(v,e)‎ در نظر گرفته شده است، منظور از طیف لاپلاسین ‎g‎، مجموعه ی مقادیرویژه ماتریس لاپلاسین ‎l=d-a‎، می باشد که ‎d‎ و ‎a‎ به ترتیب ماتریس قطری و ماتریس مجاورت ‎g‎ را نشان می دهند. ‎‎در این پایان نامه، به مطالعه ی درخت ها و طیف لاپلاسین آن ها می پردازیم و با دقتی بالاتر، کران بالای جدیدی برای مجموع ‎k‎ مقدارویژه ی بزرگ ماتریس لاپلاسین هر درخت ‎n‎ رأسی می یابیم. هم چنین در این پایان نامه با به کارگیری الگوریتم قطری سازی ژاکوب و ترویسان، کران بالایی برای مقادیرویژه ی ماتریس لاپلاسین درخت مربوط به آلکان ها می یابیم. ‎نتایج به دست آمده در این پایان نامه، برای اثبات این موضوع که در میان تمام درخت های ‎n‎ رأسی، ستاره ی ‎n‎ رأسی بالاترین انرژی لاپلاسین را دارد، به کار برده می شود.

دراین پایان نامه با روش های تفاضل متناهی و انتگرال و مشتق کسری یک تابع و برخی از ویژگی های آن ها آشنا می شویم. به حل معادلات دیفرانسیل پاره ای کسری با روش تفاضل متناهی می پردازیم که این معادلات شامل معادله ی زیر گرمای خطی کسری ومعادله ی فوکر - پلانک خطی کسری می باشد. در این پایان نامه ازچهار روش تفاضل متناهی برای حل معادلات دیفرانسیل کسری استفاده شده است که هر چهار روش پایدار نامشروط است.

در این پایان نامه مسأله ماکزیمم جریان در گرافهایی که در آنها یالها و رئوس دارای ظرفیت میباشند مورد بررسی قرار میگیرد. این مسأله برای گرافهای مسطح از اهمیت بیشتری برخوردار است. در حالت کلی اضافه کردن ظرفیت به رئوس، مسأله ماکزیمم جریان را مشکلتر نمیکند و با یک تبدیل ساده میتوانیم ظرفیت رئوس را حذف کنیم. اما این تبدیل مسطح بودن گراف را حفظ نمیکند. بنابراین الگوریتمی در زمان o(nlogn) برای پیدا کردن ماکزیمم جریان در گراف مسطح جهتدار معرفی میکنیم که علاوه بر یالها، رئوس نیز دارای ظرفیت میباشند. این الگوریتم برای گرافهای مسطح s-t در زمان o(n) اجرا میشود. برای حالت خاص گراف مسطح بی جهت به تازگی الگوریتمی با پیچیدگی یکسان ارائه شده است که در این پایان نامه الگوریتم را شرح میدهیم و اشکال آن را بیان میکنیم.

مسئله مقدار ویژه معکوس یعنی با داشتن برخی شرایط، براای مجموعه ای از اعداد داده شده، ماتریسی بیابیم که مجموعه داده شده از اعداد، مقادیر ویژه آن ماتریس باشند.بسته به این که برای مجموعه اعداد داده شده، دنبال چه نوع ماتریسی هستیم این مسئله به شکل های مختلفی قابل بیان و بررسی است. در این پایان نامه مسئله مقدار ویژه معکوس ماتریس های دوقطری برعکس، شبه دوقطری برعکس، سه قطری متقارن و در نهایت سه قطری نامنفی مورد بررسی قرار می گیرد.

انرژی یک گراف عبارت است از مجموع قدر مطلق مقادیر ویژه ماتریس مجاورت آن گراف. در این پایان نامه ما به چگونگی محاسبه انرژی انواع مختلف گراف ها می پردازیم. درادامه به معرفی انرژی ماتریس لاپلاسین یک گراف پرداخته و برای تعدادی از گراف ها آن را محاسبه می کنیم. در فصل بعد به بررسی محاسبه انرژی یک گراف بعد از حذف یک یا چند یال آن می پردازیم. درپایان کاربرد انرژی گراف ها را در علم شیمی مطرح می نماییم.

در این پایان نامه، مسئله مقدار ویژه معکوس ماتریس های ژاکوبی و ماتریس های ژاکوبی متناوب را بررسی می کنیم. به این صورت که با داشتن مجموعه مقادیر ویژه ی این ماتریس ها، ابتدا الگوریتمی برای ساختن ماتریس ژاکوبی ارائه می دهیم. بعد از آن به بیان روابطی بین مقادیر ویژه ی دو ماتریس پرداخته و مسئله مقدار ویژه معکوس ماتریس ژاکوبی متناوب را حل می کنیم. هم چنین یک شرط لازم و کافی برای یکتایی جواب، بیان و اثبات می کنیم.

در این پایان نامه ابتدا ساختار ماتریس های دوطرف متقارن و زیر ماتریس اصلی مرکزی آن ها را معرفی می کنیم. سپس به مسئله مقدار ویژه معکوس این ماتریس ها تحت محدودیت زیر ماتریس اصلی مرکزی می پردازیم, شرایط حل پذیری مسئله مقدار ویژه معکوس را به دست می آوریم و جواب عمومی برای این مسئله ارائه می دهیم. در ادامه به حل مسئله تقریبی بهینه متناظر با مسئله مقدار ویژه معکوس ماتریس های دوطرف متقارن می پردازیم و مسئله معکوس این ماتریس ها تحت زیر ماتریس اصلی پیشرو را مطرح می کنیم. در آخر برای یک مجموعه عدد حقیقی داده شده, یک ماتریس دوطرف متقارن نامنفی از مرتبه ‎2‎ تا ‎4‎ به گونه ای می سازیم که مجموعه داده شده طیف ماتریس مورد نظر باشد.

در این پایان نامه یک روش برای تعیین نزدیک ترین زیر ماتریس گوشه ی راست پایین از یک ماتریس بلوکی، که دو مقدار ویژه معلوم را به وجود آورد، معرفی و بررسی می شود. روش مطرح شده، ابتدا برای نزدیک ترین زیر ماتریسی که دو مقدار ویژه ی صفر را به وجود آورد، شکل می یابد. سپس نتایج در مورد یک مقدار ویژه ی مضاعف دلخواه تعمیم داده می شوند. در این بررسی با بهره گیری از روش گفته شده، به تعیین نزدیک ترین زیر ماتریسی که یک مقدار ویژه ی مضاعف را برای ماتریس های نرمال به وجود آورد، پرداخته و نتایج جالبی در مورد ماتریس های نرمال ارائه می شود. موضوع دیگری که در این پایان نامه مطرح شده است نزدیک ترین زیر ماتریسی که دو مقدار ویژه معلوم را به وجود آورد، می باشد. در این مطالعه مانند قبل ابتدا مسأله برای هر ماتریس دلخواه مطرح می شود. سپس نتایج به دست آمده درباره ی ماتریس های نرمال مورد بررسی قرار می گیرند.

در این پایان نامه با استفاده از ایده ی کرانک نیکلسون به ارایه روش تفاضل متناهی مرتبه چهار برای حل عددی معادلات دیفرانسیل پاره ای خطی و غیر خطی یک بعدی می پردازیم که معادله ی شرودینگر نمونه ای از این معادلات می باشد.هم چنین با استفاده از روش ضمنی جهت های متناوب فشرده به حل معادله شرودینگر خطی و غیر خطی دو بعدی پرداخته که دارای مرتبه دقت 6 بوده و بسیار کم هزینه و دقیق می باشد.برای معادلات دیفرانسیل جزیی 2 بعدی به خاطر پرهیز از حل دستگاه های با ابعاد بزرگ از روش جهت های متناوب استفاده می کنیم.کلیه روش های ارایه شده برای معادلات 1 بعدی، 2 بعدی، خطی و غیر خطی، پایدار نامشروط بوده و نرخ همگرایی از مرتبه ی o(t^2+h^6) و o(t^2+h^4) دارند که t گام زمان و h گام مکان است.

در این پایان نامه با روش های تفاضل متناهی و انتگرال و مشتق کسری یک تابع و برخی از ویژگی های آنها آشنا می شویم. به حل معادلات دیفرانسیل پاره ای کسری با روش تفاضلا متناهی می پردازیم که این معادلات شامل معادله ی انتقال گرمای خطی کسری ومعادله ی فوکر-پلانک خطی کسری دوبعدی گرمای کسری می باشد. در این پایان نامه از چهار روش تفاضل متناهی برای حل معادلات دیفرانسیل کسری استفاده شده است که به جزء یک روش سه روش دیگر پایدار نامشروط است.

.در این پایان نامه مسأله ماکزیمم جریان مقید را بررسی می کنیم.‎ در این مسأله در یک شبکه جهت دار با ظرفیت ‏و ‎‎با هزینه یال معین ، ماکزیمم جریان را روی مسیر جهت دار طوری ارسال می کنیم که مجموع جریان از بودجه ‎‎ تعیین شده d تجاوز نکند‎.‎ برای این منظور ‎‎چند الگوریتم بررسی می کنیم که بهترین آنها در زمان ‎ ‎‎‎ o(n^2 m lognc)) ‎ ‎اجرا‎ می شود.‎

در این پایان نامه به ارایه روش های تفاضل متناهی فشرده مرتبه 4و6 برای مشتقات مکانی مرتبه اول و دوم پرداخته ایم و در گام زمانی از روش مک کورمک(الگوریتم پیشگو-اصلاحگر)و روش رونگه-کوتا صریح tvdاستفاده کرده ایم .معادلات غیر خطی برگرز ،برگرز_فیشر،انتقال حرارت غیر خطی و خطی و هوکسلی -برگرز تعمیم یافته با استفاده از این روش ها حل شده اند.در فصل آخر با استفاده از روش تفاضل متناهی فشرده به حل عددی معادله ی شرودینگر غیر خطی با عملگر موج پرداخته ایم که مرتبه دقت آن در گام زمانی دو و در گام مکانی چهار می باشد و روش پایدار نامشروط است.

در این رساله حل عددی معادلات انتگرال و دیفرانسیل جزئی با استفاده از توابع پایه ای شعاعی بررسی شده است. روش ‎ارائه‎‎ شده یک روش هم مکانی با استفاده از توابع پایه ای شعاعی است. انتگرال موجود در این مسائل با قاعده ی انتگرال گیری گاوس لژاندر لباتو تقریب زده می شود. تابع پایه ای شعاعی ‎mq‏، برای حل معادلات انتگرال و دیفرانسیل جزئی ولترای غیرخطی از نوع سهموی استفاده شده است. روش مذکور معادله ی انتگرال و دیفرانسیل جزئی غیرخطی را به یک دستگاه معادلات خطی تبدیل می کند. سرانجام حل معادله ی دوبعدی گرما با یک شرط مرزی غیرموضعی (که شامل یک انتگرال دوگانه در یک ناحیه ی مستطیلی می باشد ) را مورد بررسی قرار می دهیم. به دلیل پیچیدگی حل این نوع مسائل، از یک روش ساده که دارای دقت بالا و عدم نیاز به شبکه بندی هستند استفاده می کنیم.

در این پایان نامه با روش های تفاضل متناهی فشرده و انتگرال و مشتق کسری آشنا می شویم . ابتدامعادله ی دیفرانسیل کابلی کسری را با یک روش تفاضل متناهی صریح حل می کنیم و سپس به حل یک معادله ی کابلی کسری با استفاده از چهار روش تفاضل متناهی فشرده ی پرداخته ایم. در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده روش‎iicfds‎ در بین روش های دیگر از دقت بالاتری برخوردار است.

در این پایان نامه مسائل هدایت گرمایی معکوس بررسی می شوند. در این مسائل علاوه بر تابع اصلی مجهول در معادله گرما، مجهول دیگری نیز وجود دارد. برای حل این مسائل معکوس از یک شرط اضافی در یک نقطه داخلی از ناحیه مفروض مسأله استفاده می شود. با استفاده از روش های تفاضلات متناهی به حل این مسأله می پردازیم و سپس پایداری و دقت هریک از روش ها مورد بررسی قرار می گیرد.

در این پایان نامه به مطالعه ی ماترس دوری می پردازیم ومسئله ی نزدیکترین ماتریس همبستگی به یک ماتریس دوری متقارن را مورد بحث قرار می دهیم که مهمترین بحث این پایان نامه می باشد.

در این پایان نامه به حل پذیری مسئله مقدار ویژه معکوس نامنفی در حالت متقارن و نامتقارن می پردازیم و اختلال های را که می توان در طیفی از یک ماتریس نامنفی ایجاد کرد،بررسی می کنیم.