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微分方程演算法

發布時間: 2022-06-20 19:44:07

1. 微分方程 計算方法 問題

2. 二階微分方程解法

MATLAB求解x''+0.7x'+0.8x'|x'|+25.6x-25.6x³=0二階微分方程組的方法,可以按下列步驟進行:
1、建立自定義函數func()
function f = func(t,x)
%x''+0.7x'+0.8x'|x'|+25.6x-25.6x³=0
f(1)=x(2);
f(2)=25.6*x(1)^3-25.6*x(1)-0.8*x(2)*abs(x(2))-0.7*x(2);
f=f(:);
2、建立龍格庫塔演算法函數runge_kutta()
調用格式:[t,x] = runge_kutta(@(t,x)func(t,x),x0,h,a,b);
3、然後根據x和x'數據,繪制出x(t)、x′(t)的圖形。
plot(x(:,1),x(:,2))

3. 微分方程求解

  • 方程解法 一般形式:dy/dx+P(x)y=Q(x) 先令 Q(x)=0 則 dy/dx+P(x)y=0 解得 y=Ce 解得 u=∫Q(x) e 即 y=Ce (n) -∫P(x)dx -∫P(x)dx ,再令 y=ue

4. 一階微分方程的通解

1、對於一階齊次線性微分方程:

(4)微分方程演算法擴展閱讀

主要思想:

數學上,分離變數法是一種解析常微分方程或偏微分方程的方法。使用這方法,可以借代數來將方程式重新編排,讓方程式的一部分只含有一個變數,而剩餘部分則跟此變數無關。這樣,隔離出的兩個部分的值,都分別等於常數,而兩個部分的值的代數和等於零。

利用高數知識、級數求解知識,以及其他巧妙的方法,求出各個方程的通解。最後將這些通解「組裝起來」。分離變數法是求解波動方程初邊值問題的一種常用方法。

5. 為什麼解微分方程的數值演算法里,一般方法都是從「微分

在自然科學的許多領域中都會遇到常微分方程的求解問題。然而我們知道只有少
數十分簡單的微分方程能夠用初等方法求得它們的解多數情形只能利用近似方法求解。在
常微分方程課中已經講過的級數解法逐步逼近法等就是近似解法。這些方法可以給出解的
近似表達式通常稱為近似解析方法。還有一類近似方法稱為數值方法它可以給出解在一
些離散點上的近似值。利用計算機解微分方程主要使用數值方法

6. 微分方程的應用有哪些

在生物學及經濟學中,微分方程用來作為復雜系統的數學模型。微分方程的數學理論最早是和方程對應的科學領域一起出現,而微分方程的解就可以用在該領域中。不過有時二個截然不同的科學領域會形成相同的微分方程,此時微分方程對應的數學理論可以看到不同現象後面一致的原則。

例如考慮光和聲音在空氣中的傳播,以及池塘水面上的波動,這些都可以用同一個二階的偏微分方程來描述,此方程即為波動方程,因此可以將光和聲音視為一種波,和水面上的水波有些類似之處。

約瑟夫·傅立葉所發展的熱傳導理論,其統御方程是另一個二階偏微分方程-熱傳導方程式,擴散作用看似和熱傳導不同,但也適用同一個統御方程,而經濟學中的布萊克-休斯方程也和熱傳導方程有關。

(6)微分方程演算法擴展閱讀:

微分方程相關概念:

常微分方程在很多學科領域內有著重要的應用,自動控制、各種電子學裝置的設計、彈道的計算、飛機和導彈飛行的穩定性的研究、化學反應過程穩定性的研究等。

這些問題都可以化為求常微分方程的解,或者化為研究解的性質的問題。應該說,應用常微分方程理論已經取得了很大的成就,但是,它的現有理論也還遠遠不能滿足需要,還有待於進一步的發展,使這門學科的理論更加完善。

7. 求解微分方程的顯隱交替演算法

交替分組顯式迭代方法。
求解復雜的偏微分方程或方程組時,對方程構造的差分格式可分為顯式和隱式兩大類。
偏微分方程在自然科學與工程技術中有著廣泛的應用,許多領域中的數學模型都可以用偏微分方程來描述,很多重要的物理、力學等學科的基本方程本身就是偏微分方程。

8. 微分方程特解。

你要特解,其實特解和你的通解是有關系的,我就把一般演算法給你總結出來了,是我自己的復習筆記,呵呵。

二次非齊次微分方程的一般解法
一般式是這樣的ay''+by'+cy=f(x)

第一步:求特徵根:
令ar²+br+c=0,解得r1和r2兩個值,(這里可以是復數,例如(βi)²=-β²)

第二步:通解:
若r1≠r2,則y=C1*e^(r1*x)+C2*e^(r2*x)
若r1=r2,則y=(C1+C2x)*e^(r1*x)
若r1,2=α±βi,則y=e^(αx)*(C1cosβx+C2sinβx)

第三步:特解:
f(x)的形式是e^(λx)*P(x)型,(註:P(x)是關於x的多項式,且λ經常為0)
則y*=x^k*Q(x)*e^(λx) (註:Q(x)是和P(x)同樣形式的多項式,例如P(x)是x²+2x,則設Q(x)為ax²+bx+c,abc都是待定系數)
若λ不是特徵根 k=0 y*=Q(x)*e^(λx)
若λ是單根 k=1 y*=x*Q(x)*e^(λx)
若λ是二重根 k=2 y*=x²*Q(x)*e^(λx)(註:二重根就是上面解出r1=r2=λ)

f(x)的形式是e^(λx)*P(x)cosβx或e^(λx)*P(x)sinβx
若α+βi不是特徵根,y*=e^λx*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)
若α+βi是特徵根,y*=e^λx*x*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)(註:AB都是待定系數)

第四步:解特解系數
把特解的y*'',y*',y*都解出來帶回原方程,對照系數解出待定系數。

最後結果就是y=通解+特解
通解的系數C1,C2是任意常數

有問題可以再問我,拿例子的話好說明問題。
滿意請採納。

9. 二階微分方程解法總結內容是什麼

MATLAB求解x''+0.7x'+0.8x'|x'|+25.6x-25.6x³=0二階微分方程組的方法:

1、建立自定義函數func()

function f = func(t,x)

%x''+0.7x'+0.8x'|x'|+25.6x-25.6x³=0

f(1)=x(2);

f(2)=25.6*x(1)^3-25.6*x(1)-0.8*x(2)*abs(x(2))-0.7*x(2);

f=f(:);

2、建立龍格庫塔演算法函數runge_kutta()

調用格式:[t,x] = runge_kutta(@(t,x)func(t,x),x0,h,a,b);

3、然後根據x和x'數據,繪制出x(t)、x′(t)的圖形。

plot(x(:,1),x(:,2))

可降階方程

在有些情況下,可以通過適當的變數代換,把二階微分方程化成一階微分方程來求解。具有這種性質的微分方程稱為可降階的微分方程,相應的求解方法稱為降階法。下面介紹三種容易用降階法求解的二階微分方程。

y''=f(x)型

方程特點:右端僅含有自變數x,逐次積分即可得到通解,對二階以上的微分方程也可類似求解。

例1 求方程y''=e2x-cosx的通解。

10. 微分方程式

dy/dx=cosx-ay
y=sinx-ay^2/2+k
x=0時y=0
代入
得k=0
所以
y=sinx-ay^2/2

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