数值分析课程设计实验六.doc_第1页
数值分析课程设计实验六.doc_第2页
数值分析课程设计实验六.doc_第3页
数值分析课程设计实验六.doc_第4页
数值分析课程设计实验六.doc_第5页
免费预览已结束,剩余7页可下载查看

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

61一、题目: 用欧拉公式和四阶龙格-库塔法分别求解下列初值问题;二、算法分析:Euler公式为:四阶龙格-库塔法为:这里我们设h=0.1三、程序设计及运行结果:(1)f11.mglobal y;%定义y为数组global x;a=0;b=1;h=0.1;alpha=1;f=inline(0.9*y/(1+2*x);x=a:h:b;n=(b-a)/h;y(1)=alpha;disp(euler公式求得的解为:)for i=2:n+1 y(i)=y(i-1)+h*feval(f,x(i-1),y(i-1); sprintf(x=%3.1f,y=%9.7f,x(i),y(i)end disp(四阶龙格-库塔法求得的解为:)for i=2:n+1 k1=feval(f,x(i-1),y(i-1); k2=feval(f,x(i-1)+h/2,y(i-1)+k1*h/2); k3=feval(f,x(i-1)+h/2,y(i-1)+k2*h/2); k4=feval(f,x(i-1)+h,y(i-1)+k3*h); y(i)=y(i-1)+h/6*(k1+2*k2+2*k3+k4); sprintf(x=%3.1f,y=%9.7f,x(i),y(i)end运行结果为:euler公式求得的解为:x=0.1,y=1.0900000x=0.2,y=1.1717500x=0.3,y=1.2470768x=0.4,y=1.3172249x=0.5,y=1.3830861x=0.6,y=1.4453250x=0.7,y=1.5044519x=0.8,y=1.5608688x=0.9,y=1.6148989x=1.0,y=1.6668064四阶龙格-库塔法求得的解为:x=0.1,y=1.0855051x=0.2,y=1.1634777x=0.3,y=1.2355334x=0.4,y=1.3027862x=0.5,y=1.3660420x=0.6,y=1.4259056x=0.7,y=1.4828446x=0.8,y=1.5372290x=0.9,y=1.5893579x=1.0,y=1.6394763xeuler公式求得的解四阶龙格-库塔法求得的解x=0.1y=1.0900000y=1.0855051x=0.2y=1.1717500y=1.1634777x=0.3y=1.2470768y=1.2355334x=0.4y=1.3172249y=1.3027862x=0.5y=1.3830861y=1.3660420x=0.6y=1.4453250y=1.4259056x=0.7y=1.5044519y=1.4828446x=0.8y=1.5608688y=1.5372290x=0.9y=1.6148989y=1.5893579x=1.0y=1.6668064y=1.6394763(2)f12.mglobal y;%定义y为数组global x;a=0;b=1;h=0.1;alpha=2;f=inline(-x*y/(1+x2);x=a:h:b;n=(b-a)/h;y(1)=alpha;disp(euler公式求得的解为:)for i=2:n+1 y(i)=y(i-1)+h*feval(f,x(i-1),y(i-1); sprintf(x=%3.1f,y=%9.7f,x(i),y(i)end disp(四阶龙格-库塔法求得的解为:)for i=2:n+1 k1=feval(f,x(i-1),y(i-1); k2=feval(f,x(i-1)+h/2,y(i-1)+k1*h/2); k3=feval(f,x(i-1)+h/2,y(i-1)+k2*h/2); k4=feval(f,x(i-1)+h,y(i-1)+k3*h); y(i)=y(i-1)+h/6*(k1+2*k2+2*k3+k4); sprintf(x=%3.1f,y=%9.7f,x(i),y(i)end运行结果为:euler公式求得的解为:x=0.1,y=2.0000000x=0.2,y=1.9801980x=0.3,y=1.9421173x=0.4,y=1.8886645x=0.5,y=1.8235382x=0.6,y=1.7505966x=0.7,y=1.6733644x=0.8,y=1.5947500x=0.9,y=1.5169573x=1.0,y=1.4415285四阶龙格-库塔法求得的解为:x=0.1,y=1.9900743x=0.2,y=1.9611612x=0.3,y=1.9156523x=0.4,y=1.8569530x=0.5,y=1.7888539x=0.6,y=1.7149854x=0.7,y=1.6384634x=0.8,y=1.5617372x=0.9,y=1.4865879x=1.0,y=1.4142132xeuler公式求得的解四阶龙格-库塔法求得的解x=0.1y=2.0000000y=1.9900743x=0.2y=1.9801980y=1.9611612x=0.3y=1.9421173y=1.9156523x=0.4y=1.8886645y=1.8569530x=0.5y=1.8235382y=1.7888539x=0.6y=1.7505966y=1.7149854x=0.7y=1.6733644y=1.6384634x=0.8y=1.5947500y=1.5617372x=0.9y=1.5169573y=1.4865879x=1.0y=1.4415285y=1.4142132四、精度分析: Euler公式的精度阶为一,而四阶龙格-库塔法的精度阶为四。所以四阶龙格-库塔法的精度更高。62一、题目: 用求解常微分方程初值问题的方法计算积分上限函数的值,实际上是将上面表达式两端求导化为常微分方程形式,并用初值条件。试用MATLAB中的指令ode23解决定积分计算问题二、算法分析:因为,其中则该问题就转化成了求解常微分方程初值问题,下面调用指令ode23求解三、程序及运行结果f2.mdisp(调用edo23函数求得的微分值为:)x,y=ode23(eq1,4 5,0)计算结果为:X的值对应的积分值4.00000000000000004.0000009328078290.0000008000002804.0000055968469730.0000048000100744.0000289170426940.0000248002689314.0001455180212950.0001248068105194.0007285229143010.0006249707274674.0036435473793290.0031290738332074.0182186697044700.0157320909047894.0910942813301740.0808623831691534.1910942813301740.1762809728777944.2910942813301740.2792485988765694.3910942813301730.3904243050480034.4910942813301730.5105261233539644.5910942813301730.6403365242301624.6910942813301720.7807083753594514.7910942813301720.9325714572793864.8910942813301711.0969395888905755.0000000000000001.291468550321271四、精度分析:本题运用的ode23方法计算的,精度阶最多只能达到3阶63一、题目: 将下列高阶常微分方程初值问题化为一阶常微分方程组的初值问题,然后用MATEAB指令ode23求数值解。二、算法分析:将下列高阶常微分方程初值问题化为一阶常微分方程组的初值问题为:三、程序及运行结果f3.mx,Y=ode23( cdq1,0,10,0 0 0 0)运行结果为:x = 0 0.000001000000000 0.000006000000000 0.000031000000000 0.000156000000000 0.000781000000000 0.003906000000000 0.009275457558261 0.016064903682848 0.022885231731752 0.029736648994416 0.036619445053325 0.043533915258244 0.050653408315816 0.058966909999049 0.068685571310153 0.080061842525860 0.093399145181535 0.108724974090130 0.123365186352687 0.137469889293554 0.151694458310112 0.167434693326125 0.184859934772580 0.204161647712462 0.225555546391267 0.249285210101193 0.275626369042573 0.304892019015618 0.337438572072545 0.373673319418414 0.414063582875753 0.459148079979070 0.509551255756144 0.566001695301314 0.629356323624332 0.700633109650712 0.781056791019875 0.872125505977080 0.975712912052453 1.094234669978660 1.230941682969375 1.390491280121142 1.580226733493732 1.813732499511545 2.095352220835153 2.339582919898136 2.536607179323829 2.765646634712564 3.015633336439359 3.280468423137612 3.482470855269472 3.684473287401333 3.909496779464162 4.156626440282576 4.418821603169769 4.692736604010163 4.926773195981463 5.132463723544824 5.367286762739621 5.555084960747961 5.742883158756301 5.957170800499516 6.197527338844070 6.362211208287101 6.526895077730131 6.717157254797291 6.936189921342121 7.130387482415802 7.358430222510848 7.607585545660934 7.871471735860521 8.057424551455165 8.243377367049810 8.444033723466909 8.676059270618181 8.865908911250951 9.055758551883722 9.257513138959393 9.455810335202022 9.674046550803718 9.918864595053151 10.000000000000000Y =1.0e+002 * 0 0 0 0 0 0.000000000000000 0.000000000000400 0.000000799999200 0.000000000000000 0.000000000000000 0.000000000014400 0.000004799971200 0.000000000000000 0.000000000000004 0.000000000384392 0.000024799231216 0.000000000000000 0.000000000000506 0.000000009733388 0.000124780533225 0.000000000000007 0.000000000063503 0.000000243857395 0.000624312285196 0.000000000004572 0.000000007936616 0.000006086861164 0.003112626268527 0.000000000215242 0.000000105970284 0.000034201704003 0.007351962207821 0.000000002106503 0.000000548593435 0.000102135253283 0.012647648220721 0.000000008892363 0.000001580317690 0.000206332820030 0.017895501922103 0.000000025521863 0.000003454978342 0.000346797064816 0.023095673874587 0.000000058771250 0.000006429929957 0.000523532792129 0.028248372491969 0.000000117302226 0.000010766121609 0.000736546434964 0.033353803719360 0.000000214624333 0.000016899366196 0.000992504028910 0.038537287181025 0.000000393105830 0.000026551515846 0.001337726256266 0.044497284646587 0.000000721134451 0.000041762631226 0.001803537892343 0.051339929087025 0.000001325542063 0.000065773454061 0.002432369748357 0.059182062183504 0.000002442523377 0.000103747942230 0.003281772039493 0.068150841272184 0.000004458847216 0.000162445553976 0.004403360460230 0.078164243323076 0.000007349862415 0.000235624843754 0.005615969597413 0.087445327838037 0.000011272804421 0.000323826850839 0.006910903209799 0.096131247349977 0.000016624386009 0.000432148203326 0.008339157203574 0.104643494985282 0.000024527547653 0.000576754835529 0.010058559483644 0.113780751489420 0.000036205060935 0.000769805557133 0.012126919280562 0.123560346195156 0.000053470692315 0.001027553188263 0.014613189899176 0.133993787295438 0.000079016958643 0.001371715496804 0.017599328638567 0.145084133276851 0.000116845474944 0.001831318980863 0.021182534340160 0.156823495364747 0.000172911070697 0.002445167996066 0.025477790756977 0.169190000785565 0.000256087890766 0.003265153177642 0.030620723890182 0.182144086950814 0.000379621898668 0.004360687409907 0.036770761898638 0.195623945286940 0.000563320642126 0.005824658460666 0.044114553026188 0.209539853661262 0.000836864938416 0.007781424872510 0.052869541709508 0.223767010239295 0.001244835836247 0.010397570126145 0.063287511528462 0.238136281057342 0.001854378880006 0.013896390365231 0.075657751826319 0.252421953263467 0.002766951635090 0.018577454495693 0.090309250456539 0.266325071826012 0.004136448847957 0.024843091373634 0.107610882475979 0.279450106143691 0.006197402083259 0.033234408202302 0.127967813860662 0.291271332217253 0.009309333583873 0.044480570649327 0.151811003184583 0.301083043883125 0.014027545396245 0.059566854405522 0.179574229123706 0.307923791298525 0.021218412940186 0.079829994493885 0.211648370693731 0.310457767271108 0.032252707701718 0.107094996978665 0.248293155298903 0.306782739340534 0.049344129069215 0.143879561956663 0.289465814695945 0.294104550994398 0.076183471393686 0.193722263526255 0.334475465641725 0.268146157335427 0.119265191838497 0.261783098170398 0.381226890708848 0.221945800835107 0.191257206771089 0.356244145498044 0.424279167727613 0.142866909165689 0.308939129628723 0.479945042445367 0.447483353816203 0.016822473735432 0.439543173378832 0.588515923976947 0.435707696648763 -0.116302684599302 0.563803608892678 0.671359173033304 0.401086614094405 -0.236540717639941 0.727617983497284 0.755750993934326 0.329880779846736 -0.386072134344135 0.925848123734545 0.824416692610714 0.212314742061070 -0.553779431208195 1.149913815764692 0.859159409407822 0.042523080891770 -0.725225092982078 1.323337380003991 0.852104076703162 -0.116178187898725 -0.842940535611336 1.491936132997174 0.810693583120805 -0.296868670107743 -0.941697943003061 1.665056861885922 0.719233005297356 -0.518436754835483 -1.020466319732361 1.824402431221859 0.559289856527625 -0.776522734550902 -1.057425466615932 1.941177319270720 0.319257795055316 -1.051587115277669 -1.026331601655872 1.985661354669631 -0.006355226903674 -1.318233919246126 -0.902966534385858 1.946142927160647 -0.338246993316069 -1.509284284117149 -0.716326656205778 1.843601907956106 -0.662449106607701 -1.634178951331275 -0.487861564255529 1.641934909829494 -1.056930002261673 -1.711025369515181 -0.154105449610795 1.413102884646365 -1.379230706347288 -1.710646148156054 0.165213060696099 1.124102545487569 -1.695570116933253 -1.646322497360161 0.525636640352386 0.723825959840904 -2.032982451871686 -1.485834971359949 0.977393141309736 0.194528016750113 -2.356817828477043 -1.186271197460777 1.517333036271027 -0.208558669834200 -2.529901413168525 -0.905293548890073 1.894104997824375 -0.636058798639144 -2.651606530812605 -0.562608896935225 2.264809635327521 -1.148142578014133 -2.715120541855932 -0.092444416349541 2.670515403369532 -1.740383161212723 -2.667741349775739 0.539299693746640 3.083506490199735 -2.244519017027089 -2.502781140174433 1.168099876099863 3.377159626763312 -2.778212483711410 -2.146031320364462 1.967135779434253 3.603523137978012 -3.242559937764679 -1.542348828268046 2.877529581984788 3.664501197401294 -3.538151662136317 -0.656035926718699 3.825850152714296 3.470707792399894 -3.590277987695115 0.114013809600137 4.444184792903037 3.152225021196332 -3.488862175283288 0.992626302191968 4.988256864387080 2.670899940948740 -3.185667995196622 2.043230001913055 5.456438508994096 1.962035999871149 -2.560625693177528 3.353697781788985 5.793125485320730 0.896995061375920 -1.818503911300454 4.463822914159187 5.865463034480809 -0.160955291967009 -0.865528189552278 5.567650149900712 5.722194135898421 -1.370380737692190 0.372355789340630 6.685028225808640 5.303897134910625 -2.794674260680993 1.798625611519785 7.672274581868871 4.601791712911809 -4.296528777563131 3.575135672

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论