matlab中使用plot函数并结合编程,绘制分段光滑函数方程曲线(在区间-2到2上) y = \cases { x & x \le - 1 \cr x ^ { 3 } \cos ( 2 \pi x ) & - 1 < x \le 1 \cr e ^ { 1 - x } & x > 1 }
时间: 2023-09-22 13:08:01 浏览: 152
好的,我可以帮你解决这个问题。你可以使用 Matlab 中的 piecewise 函数和 plot 函数来绘制这个分段光滑函数的方程曲线。
下面是示例代码:
```matlab
syms x
y = piecewise(x <= -1, x, -1 < x <= 1, x^3*cos(2*pi*x), x > 1, exp(1-x));
fplot(y,[-2,2])
```
这里用到了符号计算工具箱中的 piecewise 函数来定义分段函数。然后使用 fplot 函数绘制函数图像,其中第一个参数是函数表达式,第二个参数是绘制的区间。
运行代码后,你会得到一个分段光滑函数方程曲线的图像。
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matlab习题 -x’=2x+3y,y’=2x+y,x(0)=-2,y(0)=2.8,0<t<10,做相平面图
在MATLAB中,要绘制给定初始条件下的线性常微分方程组 \( \begin{cases} x' = 2x + 3y \\ y' = 2x + y \end{cases} \),并且从 \( t=0 \) 到 \( t=10 \) 的相空间图(Phase Plane Plot),你可以按照以下步骤操作:
1. 定义状态变量和时间范围:
```matlab
x0 = -2; % 初始值 x
y0 = 2.8; % 初始值 y
tspan = [0 10]; % 时间范围
```
2. 创建常微分方程函数(odefun):
```matlab
dydx = @(t,y) [2*y(1); 2*y(1) + y(2)]; % 系统的导数表达式
```
这里我们匿名函数 `dydx` 表示了方程组。
3. 使用 `ode45` 或其他数值积分函数求解方程组:
```matlab
[t,y] = ode45(dydx, tspan, [x0 y0]); % 使用四阶龙格库塔法求解
```
`ode45` 返回时间向量 `t` 和相应的状态变量矩阵 `y`。
4. 绘制相空间图:
```matlab
figure;
plot(y(:,1), y(:,2)); % x-y平面上的轨迹
hold on; % 保持在同一图形上绘图
grid on; % 显示网格
xlabel('x');
ylabel('y');
title('System Phase Plane from t=0 to t=10');
legend('Solution Curve'); % 标记曲线
```
上述代码会生成一个显示初始点和轨迹的相空间图。
Matlab求常微分方程的数值解dy/dx-2x=2x/y y(1)=0
Matlab是一种强大的数学软件,可以用来求解常微分方程。对于给定的线性微分方程 \( \frac{dy}{dx} - \frac{2x}{y} = \frac{2x}{y} \),由于它包含分数形式,我们可以把它转换成更便于处理的形式,比如使用状态变量来避免除法运算。
首先,你可以将方程整理为以下形式的一阶系统:
\[ \begin{cases} \frac{dy}{dt} = z \\ \frac{dz}{dt} = \frac{2x}{y} + \frac{2x}{y} \end{cases} \]
其中,\( z = \frac{dy}{dx} \) 或 \( z = y' \)。
然后,你需要提供初始条件 \( y(1) = 0 \) 和 \( z(1) \)。因为题目中只给出了 \( y(1) \),假设 \( z(1) \)未知,我们通常默认初始速度 \( z(1) \) 也是零来进行简化。
在Matlab中,你可以使用ode45函数来求解这个系统,它是四阶龙格-库塔方法的一个实例,适合于非线性微分方程。下面是一个简单的示例代码:
```matlab
% 定义函数
fun = @(t,y) [y(2); (2*x(t))/y(1) + (2*x(t))/y(1)]; % 注意这里的x(t)需要你自己定义或给出
% 初始化参数
x_0 = 1; % 假设x(1)=1
y_0 = 0; % 初始值 y(1)=0
z_0 = 0; % 假设初始速度 z(1)=0
tspan = [1 10]; % 时间范围
% 求解
[t,y] = ode45(fun, tspan, [y_0 z_0]);
% 结果
plot(t, y(:,1)); % 绘制y关于时间的曲线
xlabel('时间');
ylabel('y值');
title(['常微分方程 dy/dx - 2x = 2x/y 的解']);
```
记得替换 `x(t)` 为你实际的问题设置,如果它不是常数的话。最后,运行这段代码,你会得到 \( y \) 关于时间的变化情况。
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