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微分方程算法

发布时间: 2022-06-20 19:44:07

1. 微分方程 计算方法 问题

2. 二阶微分方程解法

MATLAB求解x''+0.7x'+0.8x'|x'|+25.6x-25.6x³=0二阶微分方程组的方法,可以按下列步骤进行:
1、建立自定义函数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、建立龙格库塔算法函数runge_kutta()
调用格式:[t,x] = runge_kutta(@(t,x)func(t,x),x0,h,a,b);
3、然后根据x和x'数据,绘制出x(t)、x′(t)的图形。
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 则 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. 一阶微分方程的通解

1、对于一阶齐次线性微分方程:

(4)微分方程算法扩展阅读

主要思想:

数学上,分离变量法是一种解析常微分方程或偏微分方程的方法。使用这方法,可以借代数来将方程式重新编排,让方程式的一部分只含有一个变量,而剩余部分则跟此变量无关。这样,隔离出的两个部分的值,都分别等于常数,而两个部分的值的代数和等于零。

利用高数知识、级数求解知识,以及其他巧妙的方法,求出各个方程的通解。最后将这些通解“组装起来”。分离变量法是求解波动方程初边值问题的一种常用方法。

5. 为什么解微分方程的数值算法里,一般方法都是从“微分

在自然科学的许多领域中都会遇到常微分方程的求解问题。然而我们知道只有少
数十分简单的微分方程能够用初等方法求得它们的解多数情形只能利用近似方法求解。在
常微分方程课中已经讲过的级数解法逐步逼近法等就是近似解法。这些方法可以给出解的
近似表达式通常称为近似解析方法。还有一类近似方法称为数值方法它可以给出解在一
些离散点上的近似值。利用计算机解微分方程主要使用数值方法

6. 微分方程的应用有哪些

在生物学及经济学中,微分方程用来作为复杂系统的数学模型。微分方程的数学理论最早是和方程对应的科学领域一起出现,而微分方程的解就可以用在该领域中。不过有时二个截然不同的科学领域会形成相同的微分方程,此时微分方程对应的数学理论可以看到不同现象后面一致的原则。

例如考虑光和声音在空气中的传播,以及池塘水面上的波动,这些都可以用同一个二阶的偏微分方程来描述,此方程即为波动方程,因此可以将光和声音视为一种波,和水面上的水波有些类似之处。

约瑟夫·傅立叶所发展的热传导理论,其统御方程是另一个二阶偏微分方程-热传导方程式,扩散作用看似和热传导不同,但也适用同一个统御方程,而经济学中的布莱克-休斯方程也和热传导方程有关。

(6)微分方程算法扩展阅读:

微分方程相关概念:

常微分方程在很多学科领域内有着重要的应用,自动控制、各种电子学装置的设计、弹道的计算、飞机和导弹飞行的稳定性的研究、化学反应过程稳定性的研究等。

这些问题都可以化为求常微分方程的解,或者化为研究解的性质的问题。应该说,应用常微分方程理论已经取得了很大的成就,但是,它的现有理论也还远远不能满足需要,还有待于进一步的发展,使这门学科的理论更加完善。

7. 求解微分方程的显隐交替算法

交替分组显式迭代方法。
求解复杂的偏微分方程或方程组时,对方程构造的差分格式可分为显式和隐式两大类。
偏微分方程在自然科学与工程技术中有着广泛的应用,许多领域中的数学模型都可以用偏微分方程来描述,很多重要的物理、力学等学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,其实特解和你的通解是有关系的,我就把一般算法给你总结出来了,是我自己的复习笔记,呵呵。

二次非齐次微分方程的一般解法
一般式是这样的ay''+by'+cy=f(x)

第一步:求特征根:
令ar²+br+c=0,解得r1和r2两个值,(这里可以是复数,例如(βi)²=-β²)

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

第三步:特解:
f(x)的形式是e^(λx)*P(x)型,(注:P(x)是关于x的多项式,且λ经常为0)
则y*=x^k*Q(x)*e^(λx) (注:Q(x)是和P(x)同样形式的多项式,例如P(x)是x²+2x,则设Q(x)为ax²+bx+c,abc都是待定系数)
若λ不是特征根 k=0 y*=Q(x)*e^(λx)
若λ是单根 k=1 y*=x*Q(x)*e^(λx)
若λ是二重根 k=2 y*=x²*Q(x)*e^(λx)(注: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不是特征根,y*=e^λx*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)
若α+βi是特征根,y*=e^λx*x*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)(注:AB都是待定系数)

第四步:解特解系数
把特解的y*'',y*',y*都解出来带回原方程,对照系数解出待定系数。

最后结果就是y=通解+特解
通解的系数C1,C2是任意常数

有问题可以再问我,拿例子的话好说明问题。
满意请采纳。

9. 二阶微分方程解法总结内容是什么

MATLAB求解x''+0.7x'+0.8x'|x'|+25.6x-25.6x³=0二阶微分方程组的方法:

1、建立自定义函数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、建立龙格库塔算法函数runge_kutta()

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

3、然后根据x和x'数据,绘制出x(t)、x′(t)的图形。

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

可降阶方程

在有些情况下,可以通过适当的变量代换,把二阶微分方程化成一阶微分方程来求解。具有这种性质的微分方程称为可降阶的微分方程,相应的求解方法称为降阶法。下面介绍三种容易用降阶法求解的二阶微分方程。

y''=f(x)型

方程特点:右端仅含有自变量x,逐次积分即可得到通解,对二阶以上的微分方程也可类似求解。

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时y=0
代入
得k=0
所以
y=sinx-ay^2/2

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