Пусть задано дифференциальное уравнение.
Будем предполагать, что функция в окрестности точки удовлетворяет условиям теоремы существования. По теореме существования имеются отрезок и определенное на нем единственное решение уравнение (1), удовлетворяющее условию .
Для числа теорема дает оценку сверху.
.
Метод Эйлера дает возможность приближенно выразить указанную функцию теоретически с любой наперед заданной точностью.
Пусть требуется вычислить приближенно, где для определенности. Разделим на равных частей точками. Длину отрезка, будем называть шагом вычисления. Приближенные значения решения в точках, обозначим через .
На вместо уравнения (1) будем рассматривать уравнение с начальным условием (задача Коши).
.
Решение этого уравнения имеет вид.
. (2).
Эту функцию (линейную) мы и примем за приближенное решение уравнения (1) на отрезке. С геометрической точки зрения это значит, что мы искомую интегральную кривую заменили отрезком касательной к интегральной кривой в точке .
Из формулы (2) получаем.
.
Дальше рассуждаем по индукции. Если приближенные значения решения известны, то на рассматриваем вместо уравнения (1) уравнение.
.
Решение этого уравнения.
(3).
принимаем за приближенное решение уравнения (1) на .
Полагая в (3), получим.
. (4).
Формула (4) и определяет метод Эйлера.
Функция, определяемая на с помощью равенства (3), называется «ломаной Эйлера» (рис. 10). Можно доказать, что при условиях теоремы существования последовательность ломаных Эйлера равномерно сходится на к истинному решению задачи при .
Рис. 3.