Спектральный метод анализа устойчивости разностных схем
       3. Необходимое условие устойчивости разностных схем

     Выразим из соотношения (3.5) величину погрешности на (n + 1)-ом шаге по времени:
 
Последний член в правой части полученного выражения имеет порядок малости, явно меньший t, что позволяет им пренебречь. Таким образом, получаем:
 
     Представим данное выражение в операторном виде:
 
Здесь zn - вектор погрешностей, Е - единичный оператор:
 
Оператор В, определяемый с помощью выражения
 
называют оператором перехода от n-го шага по времени к (n + 1)-му шагу по времени.
     Для того чтобы разностная схема (3.4), аппроксимирующая дифференциальное уравнение (3.3), была устойчива, необходимо (согласно определению устойчивости разностных схем), чтобы норма погрешности на (n + 1)-ом шаге по времени не превосходила нормы погрешности на n-ом шаге по времени, то есть:
  (3.6)
     Погрешность решения разностной схемы в точке можно представить в виде комплексного выражения (гармоники):
  (3.7)
где - собственное число оператора перехода В; i - мнимая единица.
     Теорема. Для того, чтобы разностная схема была устойчива (т.е. для выполнения условия (3.6)), необходимо, чтобы все собственные числа оператора перехода В удовлетворяли условию:
  (3.8)
Данное условие является необходимым условием устойчивости разностных схем.