用MATLAB求解微分方程ppt课件

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我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1.微分方程的解析解微分方程的解析解 求微分方程(组)的解析解命令:dsolve(方程方程1,方程方程2,方程方程n,初始条件初始条件,自变量自变量)结 果:u=tan(t-c)用用MATLAB求解微分方程求解微分方程解解 输入命令:dsolve(Du=1+u2,t)1.微分方程的解析解 求微分方程(组)的解析解命令:ds1我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 解解 输入命令:y=dsolve(D2y+4*Dy+29*y=0,y(0)=0,Dy(0)=15,x)结 果 为:y=3e-2xsin(5x)解 输入命令:y=dsolve(D2y+4*Dy+22我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解解 输入命令:x,y,z=dsolve(Dx=2*x-3*y+3*z,Dy=4*x-5*y+3*z,Dz=4*x-4*y+2*z,t);x=simple(x)%将x化简 y=simple(y)z=simple(z)结 果 为:x=(c1-c2+c3+c2e-3t-c3e-3t)e2t y=-c1e-4t+c2e-4t+c2e-3t-c3e-3t+c1-c2+c3)e2t z=(-c1e-4t+c2e-4t+c1-c2+c3)e2t 解 输入命令:结 果 为:x=(c1-c2+c3+c3我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.用用Matlab求常微分方程的数值解求常微分方程的数值解t,x=solver(f,ts,x0,options)ode45 ode23 ode113ode15sode23s由待解方程写成的m-文件名ts=t0,tf,t0、tf为自变量的初值和终值函数的初值ode23:组合的2/3阶龙格-库塔-芬尔格算法ode45:运用组合的4/5阶龙格-库塔-芬尔格算法自变量值函数值用于设定误差限(缺省时设定相对误差10-3,绝对误差10-6),命令为:options=odeset(reltol,rt,abstol,at),rt,at:分别为设定的相对误差和绝对误差.2.用Matlab求常微分方程的数值解t,x=sol4我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 1、在解n个未知函数的方程组时,x0和x均为n维向量,m-文件中的待解方程组应以x的分量形式写成.2、使用Matlab软件求数值解时,高阶微分方程必须等价地变换成一阶微分方程组.注意注意:2、使用Matlab软件求数值解时,高阶微分方程必须等价5我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解解:令 y1=x,y2=y11、建立m-文件vdp1000.m如下:function dy=vdp1000(t,y)dy=zeros(2,1);dy(1)=y(2);dy(2)=1000*(1-y(1)2)*y(2)-y(1);2、取t0=0,tf=3000,输入命令:T,Y=ode15s(vdp1000,0 3000,2 0);plot(T,Y(:,1),-)3、结果如图解:令 y1=x,y2=y11、建立m-文件vdp1006我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解解 1、建立m-文件rigid.m如下:function dy=rigid(t,y)dy=zeros(3,1);dy(1)=y(2)*y(3);dy(2)=-y(1)*y(3);dy(3)=-0.51*y(1)*y(2);2、取t0=0,tf=12,输入命令:T,Y=ode45(rigid,0 12,0 1 1);plot(T,Y(:,1),-,T,Y(:,2),*,T,Y(:,3),+)3、结果如图图中,y1的图形为实线,y2的图形为“*”线,y3的图形为“+”线.解 1、建立m-文件rigid.m如下:2、取t0=0,t7我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物导弹追踪问题导弹追踪问题 设位于坐标原点的甲舰向位于x轴上点A(1,0)处的乙舰发射导弹,导弹头始终对准乙舰.如果乙舰以最大的速度v0(是常数)沿平行于y轴的直线行驶,导弹的速度是5v0,求导弹运行的曲线方程.又乙舰行驶多远时,导弹将它击中?解法一解法一(解析法)导弹追踪问题 设位于坐标原点的甲舰向位于x轴上8我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物由(1),(2)消去t整理得模型:由(1),(2)消去t整理得模型:9我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解法二解法二(数值解)1.建立m-文件eq1.m function dy=eq1(x,y)dy=zeros(2,1);dy(1)=y(2);dy(2)=1/5*sqrt(1+y(1)2)/(1-x);2.取x0=0,xf=0.9999,建立主程序ff6.m如下:x0=0,xf=0.9999 x,y=ode15s(eq1,x0 xf,0 0);plot(x,y(:,1),b.)hold on y=0:0.01:2;plot(1,y,b*)结论结论:导弹大致在(导弹大致在(1,0.2)处击中乙舰)处击中乙舰令y1=y,y2=y1,将方程(3)化为一阶微分方程组。解法二(数值解)1.建立m-文件eq1.m2.取x0=010我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解法三解法三(建立参数方程求数值解)设时刻t乙舰的坐标为(X(t),Y(t),导弹的坐标为(x(t),y(t).3因乙舰以速度v0沿直线x=1运动,设v0=1,则w=5,X=1,Y=t解法三(建立参数方程求数值解)设时刻t乙舰的坐标为(11我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物4.解导弹运动轨迹的参数方程建立m-文件eq2.m如下:function dy=eq2(t,y)dy=zeros(2,1);dy(1)=5*(1-y(1)/sqrt(1-y(1)2+(t-y(2)2);dy(2)=5*(t-y(2)/sqrt(1-y(1)2+(t-y(2)2);取t0=0,tf=2,建立主程序chase2.m如下:t,y=ode45(eq2,0 2,0 0);Y=0:0.01:2;plot(1,Y,-),hold on plot(y(:,1),y(:,2),*)4.解导弹运动轨迹的参数方程建立m-文件eq2.m如下:12我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物轨迹图如下轨迹图如下13
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