例2求微分方程的特解, dy+4y+29y=0 dx2 dx y(0)=0,y'(0)=15 解输入命令: y=dso1ve('D2y+4*Dy+29*y=0','y(0)=0,Dy(0)=15','x To MATLAB (ff2) 结果为:y=3e2xsin(5x)
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) To MATLAB(ff2)
例3求微分方程组的通解 dx =2x-3y+3z dt dy=4x-5y+3 di dz 4x-4y+2z dr 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) 号将x化简 y=simple(y) To MATLAB (ff3 z=simple(z) 结果为:x=(c1-c2+c3+c2e-31-C3e-30e2 y=-C1e4+c2e-4+c2e-31-c3e-3+c1-c2+c3)e21 z=(-c1e-41+c2e-41+C1-C2+c3)e21 返回
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)e 2t y = -c1e -4t+c2e -4t+c2e -3t-c3e -3t+c1-c2+c3)e 2t z = (-c1e -4t+c2e -4t+c1-c2+c3)e 2t To MATLAB(ff3) 返 回
微分方程的数值解 (一)常微分方程数值解的定义 在生产和科研中所处理的微分方程往往很复杂,且大 多得不出一般解.而实际中的对初值问题,一般是要求 得到解在若干个点上满足规定精确度的近似值,或者得 到一个满足精确度要求的便于计算的表达式. 因此,研究常微分方程的数值解法是十分必要的. 对常微分方程: y=x,》,其数值解是指由初始点x,开始 y(x)=% 的若干离散的x处的值,即对x,<x<x2<.<x,求出准确值(x), y(x2),.,y(xn)的相应近似值,y,.,yn 返 回
微分方程的数值解 (一)常微分方程数值解的定义 在生产和科研中所处理的微分方程往往很复杂,且大 多得不出一般解.而实际中的对初值问题,一般是要求 得到解在若干个点上满足规定精确度的近似值,或者得 到一个满足精确度要求的便于计算的表达式. 因此,研究常微分方程的数值解法是十分必要的. 0 0 0 0 1 2 1 2 1 2 ' ( , ) ( ) ( ), ( ), , ( ) , , , . n n n y f x y x y x y x x x x x y x y x y x y y y 对常微分方程 : ,其数值解是指由初始点 开始 的若干离散的 处的值,即对 ,求出准确值 的相应近似值 返 回
(二)建立数值解法的一些途径 设x+1-x=h,i=0,1,2,.,n-1,则可用以下离散化方法求解 微分方程 [y'=f(x,y) y(xo)=yo 1.用差商代替导数 若步长h较小,则有 y(x)-(x) h 故有公式: =y+hf() 5。=x) 1=01,2,.,n-1 此即欧拉法
(二)建立数值解法的一些途径 1 0 0 , 0,1,2, , 1, ' ( , ) ( ) i i x x h i n y f x y y x y 设 则可用以下离散化方法求解 微分方程 1.用差商代替导数 若步长h较小,则有 h y x h y x y x ( ) ( ) '( ) 故有公式: 1 0 0 ( , ) 0,1,2, , -1 ( ) i i i i y y hf x y i n y y x 此即欧拉法.
2.使用数值积分 对方程y'x,y),两边由x,到x+1积分,并利用梯形公式,有: y(x)-y(x,)=∫f,y()d1 f(y())+f(x.() 2 故有公式: ya=y+2fxy+f0xn】 yo=y(xo) 实际应用时,与欧拉公式结合使用: y=y+hf(x) 哈=y+,y)+x唱I=0,2, 对于已给的精确度ε>0,当满足-<ε时,取1=", 然后继续下一步y2的计算. 此即改进的欧拉法
2.使用数值积分 对方程y’=f(x,y), 两边由xi到xi+1积分,并利用梯形公式,有: 1 1 1 1 1 ( ) ( ) ( , ( )) [ ( , ( )) ( , ( ))] 2 i i x i i x i i i i i i y x y x f t y t d t x x f x y x f x y x 实际应用时,与欧拉公式结合使用: [ ( , ) ( , )] 0,1,2, 2 ( , ) ( ) 1 1 ( 1) 1 (0) 1 f x y f x y k h y y y y hf x y k i i i i i k i i i i i ( 1) ( ) 1 1 1 1 1 2 0 k k k i i i i i y y y y y 对于已给的精确度 ,当满足 时,取 ( ) , 然后继续下一步 的计算. 此即改进的欧拉法. 故有公式: ( ) [ ( , ) ( , )] 2 0 0 1 1 1 y y x f x y f x y h y y i i i i i i