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文档简介

计算方法实验报告2常微分方程实验报告实验目的:1通过用Matlab编程运用Euler方法及其改进方法求解常微分方程初值问题,更进一步掌握常微分方程及其数值解法课程的理论内容,加深对数值解法的理解。2熟悉Matlab编程环境。实验内容:运用Euler方法及其改进方法求解常微分方程初值问题。实验题目:,。实验原理:1.Euler方法:实验程序:%fun为目标函数字符串%x0为自变量初始值。%y0为fun(x0);%bou=a,b自变量区间%h为步长fun=y/x+x2;bou=4,100;a=bou(1);b=bou(2);x0=1;y0=4;h=4;n=ceil(b-a)/h);xx=linspace(a,b,n+1); yy=zeros(1,n+1); lengthx=length(xx);xx(1)=x0;yy(1)=y0; for i=2:n+1 x=xx(i-1);y=yy(i-1); k=eval(fun); yy(i)=yy(i-1)+h*k; end Ys=dsolve(Dy=y/x+x2,y(1)=4,x);for i=1:lengthx x=xx(i);exacty(i)=eval(Ys);endYY=exacty; yend=xx,yy,YY p=plot(xx,yend(:,2),k-o,LineWidth,1,. MarkerEdgeColor,k,. MarkerFaceColor,g,. MarkerSize,4); hold on; pp=plot(xx,yend(:,3),r-.+,LineWidth,0.8,. MarkerEdgeColor,r,. MarkerFaceColor,m,. MarkerSize,6);legend(p,pp,Eula,jingquejie); 2. Euler改进方法:实验程序:%fun为目标函数字符串%x0为自变量初始值。%y0为fun(x0);%bou=a,b自变量区间%h为步长fun=y/x+x2;bou=4,100;a=bou(1);b=bou(2);x0=1;y0=4;h=4;n=ceil(b-a)/h);xx=linspace(a,b,n+1); yy=zeros(1,n+1); lengthx=length(xx);xx(1)=x0;yy(1)=y0; for i =2:n+1 x=xx(i-1);y=yy(i-1); k1=eval(fun); x=xx(i);y=yy(i-1)+h*k1; k2=eval(fun); yy(i)=yy(i-1)+h/2*(k1+k2); end Ys=dsolve(Dy=y/x+x2,y(1)=4,x);for i=1:lengthx x=xx(i);exacty(i)=eval(Ys);endYY=exacty; yend=xx,yy,YY p=plot(xx,yend(:,2),k-o,LineWidth,1,. MarkerEdgeColor,k,. MarkerFaceColor,g,. MarkerSize,4); hold on; pp=plot(xx,yend(:,3),r-.+,LineWidth,0.8,. MarkerEdgeColor,r,. MarkerFaceColor,m,. MarkerSize,6); legend(p,pp,gjeula,jingquejie); 实验结果:表1 Euler方法与精确解的比较节点欧拉法精确解1448242841229290616965.33333332104202230.6666674070244276.86996287293.6110743211471.54286164963617001.48571234544024074.53968321404432881.99365427464843615.2658554645256465.87128704865671625.39984880046089285.4998310821064109637.866513129668132874.233115745472159186.364518687676188766.051421975480221805.106825628084258495.362129664688299028.665134104492343596.877138966696392391.8718442704100445605.5331500350 表2 Euler改进方法与精确解的比较节点欧拉改进方法精确解144814828412680.6666667906161779.5555562104203638.8444444070246451.94666769962810411.84254110743215711.24862164963622542.71025234544031098.65583321404441571.43051427464854153.31813554645269036.55618704865686413.346218800460106475.861410821064129416.252213129668155426.650315745472184699.172218687676217425.921521975480253798.991125628084294010.464529664688338252.417334104492386716.918538966696439596.0309442704100497081.8122500350图1 Euler方法与精确解的比较图2 Euler改进方法与

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