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用Matlab求解一阶微分线性方程组的例子设有一个线性方程组如下: (1)它的初值条件为:x=0时,y1=1、y2=3。上式可化为: (2)式中: (3)(2)式中的第一部分是一个线性齐次方程组,它的系数矩阵为: (4)可以求出该矩阵的特征方程的根和对应的特征向量,这里使用Matlab的eig函数来计算,有特征根为:lambda=eig(A)lambda = -12.4582 5.4582即特征根l1=-12.4582、l2=5.4582。再根据两个特征根来求对应的特征向量,用Matlab中的eigs函数: h1 lambda1=eigs(A,1,lambda(1)h1 = -0.8841 0.4674lambda1 = -12.4582h2 lambda2=eigs(A,1,lambda(2)h2 = -0.8608 -0.5089lambda2 = 5.4582即l1对应的特征向量h1=-0.8841 0.4674;l2对应的特征向量h2=-0.8608 -0.5089。函数eig、eigs的实验具体见精通MATLAB5.3版(北京航空航天大学出版社)5.3.1“特征值和特征向量的求取”(p103)。这样就可以得出齐次方程组(2)的基本解向量和基本解组:一共有n(在这里n=2)个解向量为: (5)(5)式就是齐次方程组的一个基本解组。则齐次方程组的通解为这些基本解组的加和: (6)非齐次方程组的通解为齐次方程组通解加上一组特解,即x=0时,y1=1、y2=3: (7)为了得出c1、c2的确切值,需要再有一组特解代入(7)式中。如果是在边界条件下求解,则可以做到,然而只在知道初值条件下无法使用这个办法。将(6)式中的c1、c2未知数忽略,可以列出该式的基本解矩阵: (8)(8)式的逆矩阵为: (9)则: (10)式中: 方程组的通解为: (11)c为任意常向量c1 c2T。将(8)、(10)式代入(11)中,得到(1)式的解为: (12)把已

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