MATLAB我军发现位于导弹基地正北方向100km,处有一架敌机正以500千米每小时的速度沿东北方向逃离,我军随即发射一枚导弹予以打击。假设导弹在雷达指引下始终对准敌机,且速率是敌机速率的两倍,试建立...
时间: 2024-02-26 15:56:11 浏览: 18
抱歉,刚才的回答中出现了重复。这里再次回答你的问题:
根据题意,可以建立如下数学模型:
设敌机当前位置为 $(x,y)$,导弹当前位置为 $(a,b)$,则有:
$$\begin{cases} \dfrac{dx}{dt} = 500\cos45^\circ = \dfrac{500}{\sqrt{2}} \\ \dfrac{dy}{dt} = 500\sin45^\circ = \dfrac{500}{\sqrt{2}} \\ \dfrac{da}{dt} = 100\cos\theta \\ \dfrac{db}{dt} = 100\sin\theta \end{cases}$$
其中,$\theta$ 是导弹当前朝向与敌机方向的夹角,满足 $\tan\theta = \dfrac{y-b}{x-a}$,即:
$$\theta = \arctan\left(\dfrac{y-b}{x-a}\right)$$
由于导弹一直对准敌机,所以 $\theta$ 保持不变,即:
$$\dfrac{d\theta}{dt} = 0$$
同时,导弹速率是敌机速率的两倍,即:
$$\sqrt{\left(\dfrac{da}{dt}\right)^2+\left(\dfrac{db}{dt}\right)^2} = 2\sqrt{\left(\dfrac{dx}{dt}\right)^2+\left(\dfrac{dy}{dt}\right)^2}$$
代入上述方程组,可得:
$$\begin{cases} \dfrac{dx}{dt} = \dfrac{500}{\sqrt{2}} \\ \dfrac{dy}{dt} = \dfrac{500}{\sqrt{2}} \\ \dfrac{da}{dt} = 100\dfrac{x-a}{\sqrt{(x-a)^2+(y-b)^2}} \\ \dfrac{db}{dt} = 100\dfrac{y-b}{\sqrt{(x-a)^2+(y-b)^2}} \\ \dfrac{d\theta}{dt} = 0 \\ \sqrt{\left(\dfrac{da}{dt}\right)^2+\left(\dfrac{db}{dt}\right)^2} = 2\sqrt{\left(\dfrac{dx}{dt}\right)^2+\left(\dfrac{dy}{dt}\right)^2} \end{cases}$$
这是一个六元一阶常微分方程组,可以使用数值方法求解。
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